Un diminuto endoscopio fotoacústico puede caber en una aguja

Las imágenes fotoacústicas utilizan luz y sonido para obtener imágenes en 3D y se pueden utilizar para observar el interior del cuerpo humano y proporcionar información clínica.

La endoscopia es una prueba para observar el interior de un cuerpo. La tecnología utiliza un tubo largo y delgado con una cámara en el interior llamado endoscopio. según el dr. Wenfeng Xia, director de investigación de la Escuela de Ingeniería Biomédica y Ciencias de la Imagen, "los endoscopios tradicionales basados ​​en luz solo pueden resolver la información del tejido anatómico en la superficie y, por lo general, tienen huellas grandes".

Los investigadores han desarrollado una forma de superar esta limitación del método de endoscopia tradicional. Han desarrollado una sonda de endoscopia con imágenes fotoacústicas que encaja en una aguja con un diámetro de 0,6 mm. Este dispositivo puede resolver información estructural y molecular del tejido a escala subcelular en imágenes 3D en tiempo real. Esta tecnología de datos permite que un médico identifique y caracterice el tejido durante el procedimiento.

La imagen fotoacústica utiliza pulsos luminosos de luz con ondas acústicas. La luz se enfoca en las estructuras del cuerpo y los sensores de ultrasonido capturan las ondas de sonido para crear imágenes en 3D para obtener información estructural y funcional para uso clínico. Aunque esta tecnología requiere un detector ultrasónico voluminoso y tiene una baja velocidad de formación de imágenes, este problema se ha resuelto. Los investigadores combinaron la formación de haces basada en el frente de onda con la detección ultrasónica basada en la luz y un algoritmo rápido para controlar el dispositivo. Esta combinación única les permitió desarrollar una sonda extremadamente pequeña sin sacrificar la velocidad de obtención de imágenes.

El dispositivo consta de dos fibras ópticas para transmitir ondas fotoacústicas y otra para detectar ondas ultrasónicas. Se utiliza un microespejo digital de alta velocidad con casi un millón de espejos diminutos para permitir que la luz escanee con precisión.

Para demostrar el nuevo dispositivo, los investigadores utilizaron imágenes de alta resolución de glóbulos rojos de ratón que cubrían un área de 100 micrómetros de diámetro. "Pudimos lograr esto a aproximadamente 3 fotogramas por segundo", dijo el Dr. Xia. "También demostramos que la sonda de aguja se puede escanear para aumentar significativamente el campo de visión en tiempo real al unir imágenes secuenciales".

La tecnología tiene una amplia gama de aplicaciones, p. B. Imágenes de fluorescencia, microscopía Raman y microscopía de dos fotones. "Eventualmente podría permitir la caracterización 3D del tejido durante varios procedimientos mínimamente invasivos, como las biopsias de tumores. Esto podría ayudar a los médicos a identificar el área correcta para el muestreo, lo que aumentaría la precisión del diagnóstico”.