Light fornece todas as nossas informações visuais, mas atinge nossos olhos de maneiras diferentes. A luz direta vem imperturbável, direto da fonte, enquanto a luz indireta reflete em diferentes superfícies, como paredes ou tetos, antes de entrar em nossos olhos. Extrair informações dessas duas vias tem implicações significativas no diagnóstico por imagem e em outras aplicações.

Uma colaboração multinacional liderada pelo professor assistente do Instituto de Ciência e Tecnologia de Nara, Hiroyuki Kubo, Professor Assistente Suren Jayasuriya da Arizona State University, e o professor Srinivasa G. Narasimhan da Carnegie Mellon University capturou e analisou com sucesso a luz indireta com câmeras disponíveis comercialmente para criar imagens de vasos sanguíneos em seres humanos vivos em tempo real com resolução extraordinária.

Enquanto a luz direta fornece informações como profundidade e cor, permitindo-nos ver a pele de uma pessoa e outras características superficiais, luz indireta, explica Kubo, pode revelar detalhes que de outra forma não seriam vistos logo abaixo da superfície.

"A luz na pele tem forte dispersão subsuperficial. Ao capturar a luz indireta, podemos ver detalhes de objetos invisíveis sob a pele, como vasos sanguíneos, " ele diz.

A nova técnica explora a geometria epipolar na qual a luz viaja, criando um atraso de sincronização entre a fonte de luz e a câmera. Um novo algoritmo não linear desenvolvido pelos pesquisadores então demultiplexa as informações para fornecer uma imagem mais nítida.

"Nosso sistema de imagem ilumina a cena com planos epipolares correspondentes às fileiras do projetor. Variamos dois parâmetros-chave para capturar o transporte de luz:o deslocamento entre a fileira de projeção e a fileira da câmera no obturador de rolamento, ou atraso de sincronização, e a exposição da fileira de câmeras, "explica Kubo.

O resultado foi a imagem dos vasos sanguíneos com uma resolução muito mais precisa do que os instrumentos médicos padrão. Ele também extraiu detalhes em circunstâncias que têm sido desafiadoras em imagens médicas, como pele de tom mais escuro ou peluda.

"Capturamos as veias basílica e cefálica na parte interna do antebraço, que têm cerca de 1-5 mm de profundidade, "observa Kubo.

O hardware tem baixo custo e é portátil. Isso e a capacidade de revelar novos detalhes dos vasos sanguíneos de forma não invasiva irão melhorar a qualidade do atendimento a uma população mais ampla de pacientes, como pacientes que não podem ter agentes injetados em seus vasos sanguíneos, como crianças ou idosos.

Geral, Kubo está otimista com o fato de que essa técnica aumenta a qualidade da imagem vascular em praticamente qualquer condição observada em clínicas.

"Nosso método é robusto à luz ambiente, curvaturas, e obstruções, como cabelos tons de pele mais escuros, " ele diz.