Os engenheiros da Caltech aprimoraram uma técnica para obter imagens microscópicas tridimensionais (3-D) de tecido, permitindo-lhes ver o interior de criaturas vivas com maior precisão do que antes.

A tecnologia, chamada microscopia fotoacústica 3-D (PAM), bombardeia o tecido com um feixe de laser. À medida que a energia da luz do laser é absorvida, faz com que o tecido vibre ultrassonicamente. Essas vibrações são captadas por sensores e usadas para montar uma imagem das estruturas internas do tecido em um processo semelhante à imagem de ultrassom.

A técnica foi inventada por Lihong Wang, Professor Bren de Engenharia Médica e Engenharia Elétrica da Caltech, e sua equipe no Caltech Optical Imaging Laboratory, parte do Departamento de Engenharia Médica Andrew e Peggy Cherng na Divisão de Engenharia e Ciências Aplicadas.

Uma limitação da tecnologia até este ponto tem sido sua profundidade de campo limitada - a faixa em que os objetos estão em foco. Esse fenômeno seria familiar para qualquer pessoa que já tenha usado uma câmera. Quando a câmera está focada em um objeto próximo, os objetos no fundo ficarão desfocados. Quando a câmera está focada em algo à distância, os objetos próximos ficam desfocados.

Embora esse embaçamento possa adicionar um toque artístico ao Instagram, não é desejável em imagens médicas 3-D, então Wang e sua equipe decidiram ajustar sua tecnologia para minimizar o efeito. Em um artigo publicado na edição de 3 de outubro de Nature Communications , eles descrevem uma forma modificada da tecnologia que estão chamando de microscopia fotoacústica de resolução espacialmente invariável, ou SIR-PAM.

O SIR-PAM baseia-se na tecnologia PAM anterior, pré-processando o feixe de laser com um chip óptico especializado encontrado em certos tipos de TVs e projetores. O chip divide o feixe em dois, e cada um desses feixes bombardeia o objeto a ser fotografado de um ângulo diferente.

Quando os feixes se cruzam dentro do objeto, eles criam padrões de interferência precisos que fornecem assinaturas acústicas necessárias para construir uma imagem 3-D nítida de estruturas internas em toda a área digitalizada.

Essas modificações dão ao SIR-PAM uma profundidade de campo 32 vezes maior do que o PAM poderia atingir, ao mesmo tempo em que melhora sua resolução para até 90 nanômetros (1/1000 da largura de um cabelo humano).

"Isso nos dá a capacidade de olhar através de materiais opacos e ver o que está dentro, "Diz Wang." É como uma extensão do olho humano, como a visão de raios-X do Superman. "

"A fotoacústica é única, "ele diz." Ele pode ser dimensionado para criar imagens de tudo, desde estruturas dentro de uma célula até um organismo inteiro, proporcionando uma oportunidade sem precedentes para pesquisa biológica omniscale com contraste de imagem consistente. "

O artigo é intitulado "Microscopia fotoacústica volumétrica imóvel com resolução espacialmente invariante."