Una recerca revoluciona la visualització d’imatges a través de mitjans tèrbols, com el teixit biològic viu / UV
El professor de la Facultat de Física de la Universitat de València Pedro Andrés ha participat en una recerca que avança en la visualització d’imatges a través de mitjans tèrbols, tal com succeeix amb el propi teixit biològic viu. La Societat Americana d’Òptica (OSA) i l’Associació Americana de Física (AIP) han difós la notícia.
Els resultats de l’estudi, dirigit pel Grup de Recerca d’Òptica i Fotònica (GROC) de la Universitat Jaume I (UJI) de Castelló, han sigut publicats recentment i han despertat un gran interés en la comunitat científica internacional.
Les tècniques òptiques d’imatge s’estan convertint ràpidament en eines essencials en les ciències biomèdiques ja que són no invasives, ràpides, econòmiques i no presenten riscos per a la salut doncs no utilitzen radiació ionitzant. No obstant açò, un dels majors reptes que tenen plantejades és poder captar imatges nítides de capes profundes del teixit viu donada l’elevada difusió que pateix la llum en travessar-ho.
Aquesta recerca “permet superar les limitacions inherents a la difusió de la llum, de manera que s’aconsegueixen transmetre imatges a distàncies notablement superiors a la longitud d’extinció del mitjà tèrbol”, indica el professor Andrés. Per a afrontar amb èxit aquest desafiament fa falta realment un canvi de paradigma. Per a açò, aquest equip d’investigadors valencians ha fet ús d’una matriu de micro-espills idèntica a la qual utilitzen els vídeoprojectors comercials d’última generació, per a projectar un conjunt de patrons microestructurats de llum que se superposen seqüencialment sobre la mostra. A continuació, es mesura l’energia total per a cadascun d’ells mitjançant un simple fotodetector que detecta la quantitat de llum transmesa. Finalment una tècnica de processament de senyal de recent introducció denominada mostreig compressiu permet reconstruir la imatge amb extraordinària qualitat.
Un dels aspectes més sorprenents d’aquesta recerca és que el resultat s’aconsegueix usant un detector d’un sol píxel, és a dir, sense resolució espacial, quan precisament la tendència actual és utilitzar sensors matricials constituïts per desenes de megapíxels. També és notable ressaltar que la tècnica pot operar a través de mitjans tèrbols dinàmics. La majoria dels mitjans difusors d’interés, com el teixit biològic, són dinàmics en el sentit que els centres de difusió canvien contínuament les seues posicions amb el temps. Açò és en general una dificultat afegida per a transmetre o rebre imatges. “Aquesta nova tècnica, no obstant açò, no requereix un calibratge del mitjà, i les seues fluctuacions durant l’etapa de detecció no limiten la capacitat d’obtenció d’imatges” apunta el professor Andrés.
“L’objectiu final és trencar les barreres que limiten la profunditat de penetració de la llum a l’interior d’un mitjà tèrbol, siga el teixit viu, siga una atmosfera turbulenta”, agrega el professor Lancis, coautor del treball i líder del grup de recerca de Castelló adscrit a l’Institut de Noves Tecnologies de la Imatge de la UJI. Per a açò, es necessita demostrar que la tècnica funciona fins i tot quan la mostra està completament immersa en el teixit, com pot ser el cas d’un tumor o una altra malformació. Aquesta recerca duta a terme completament a la Comunitat Valenciana ha sigut finançat amb diferents fons del Pla Nacional de R+D+i del MICINN i amb l’ajuda econòmica de la Generalitat Valenciana a través del programa Prometeu.
Aquest treball ha cridat l’atenció dels editors de les revistes de la Societat Americana d’Òptica (OSA) i de l’Associació Americana de Física (AIP) que han preparat conjuntament una notícia per a la seua difusió en els mitjans de comunicació. L’article en el qual es presenten els resultats anteriors s’ha publicat recentment en la revista Optics Express, que és una revista de lliure accés de l’OSA amb un reconegut prestigi en el seu camp.♦
Es pot trobar en: http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-22-14-16945
