Novedoso sistema de endoscopio rígido permite obtener imágenes de tejido profundo durante la cirugía

Las imágenes hiperespectrales (HSI) son una técnica avanzada que captura y procesa información en un espectro electromagnético determinado. Las imágenes hiperespectrales del infrarrojo cercano (NIR-HSI) han ganado especial importancia en campos como el análisis de alimentos y la industria por sus capacidades no destructivas para analizar la composición de objetos. Este método implica espectroscopia de más de mil nanómetros (OTN), que es experta en identificar sustancias orgánicas, estimar sus concentraciones y crear mapas 2D. Si bien varios dispositivos HSI se han diseñado para diferentes usos, desde imágenes microscópicas hasta aplicaciones portátiles y en espacios confinados, el desafío ha sido la pérdida de sensibilidad en las cámaras visibles estándar en longitudes de onda OTN y la escasez de lentes que puedan corregir las aberraciones cromáticas para dichas longitudes de onda. Además, el desarrollo de dispositivos NIR-HSI portátiles requiere la construcción de cámaras, sistemas ópticos y sistemas de iluminación capaces de operar con un visor rígido, una característica aún no disponible hasta ahora.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS, Tokio, Japón) ha desarrollado el primer sistema de endoscopio rígido del mundo capaz de realizar HSI desde longitudes de onda visibles hasta OTN. Este innovador sistema integra una fuente de luz supercontinua (SC) con un filtro sintonizable óptico-acústico (AOTF). La fuente de luz SC emite una intensa luz blanca coherente, mientras que el AOTF puede extraer luz que contiene una longitud de onda específica. Esta configuración permite una fácil transmisión de luz a la guía de luz y la capacidad de cambiar eléctricamente entre una amplia gama de longitudes de onda en un milisegundo. Las pruebas realizadas por los investigadores confirmaron la capacidad del sistema para realizar HSI en el rango de 490 a 1600 nm, lo que permite tanto visible como NIR-HSI.

Los hallazgos resaltaron varios beneficios, como la potencia de luz mínima requerida para la extracción de longitud de onda, que admite imágenes no destructivas, y la posibilidad de reducción de tamaño. Además, este sistema puede lograr un espectro NIR más continuo en comparación con los dispositivos de tipo telescopio rígido existentes. En el futuro, el equipo planea mejorar la calidad y la recuperación de la imagen en la región visible y mejorar el diseño del endoscopio rígido para corregir mejor las aberraciones cromáticas en un área amplia. Estos avances están preparados para ampliar las aplicaciones de la tecnología HSI, ofreciendo esencialmente capacidades de "visión sobrehumana" en un futuro próximo.

“Este avance, que combina experiencia de diferentes campos a través de un enfoque colaborativo e interdisciplinario, permite la identificación de áreas cancerosas invadidas y la visualización de tejidos profundos como vasos sanguíneos, nervios y uréteres durante los procedimientos médicos, lo que conduce a una mejor navegación quirúrgica,” dijo el profesor Hiroshi Takemura de TUS. “Además, permite la medición utilizando luz nunca antes vista en aplicaciones industriales, creando potencialmente nuevas áreas de pruebas no destructivas y de no uso. Al visualizar lo invisible, pretendemos acelerar el desarrollo de la medicina y mejorar la calidad de vida de los médicos y de los pacientes”.

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