Los ingenieros de Caltech han mejorado una técnica para tomar imágenes microscópicas tridimensionales (3-D) de tejido, permitiéndoles ver el interior de los seres vivos con mayor precisión que antes.

La tecnología, llamada microscopía fotoacústica 3-D (PAM), bombardea el tejido con un rayo láser. A medida que se absorbe la energía de la luz láser, hace que el tejido vibre ultrasónicamente. Esas vibraciones son captadas por sensores y utilizadas para ensamblar una imagen de las estructuras internas del tejido en un proceso similar a las imágenes de ultrasonido.

La técnica fue inventada por Lihong Wang, Bren Professor de Caltech de Ingeniería Médica e Ingeniería Eléctrica, y su equipo en el Laboratorio de Imágenes Ópticas de Caltech, parte del Departamento de Ingeniería Médica Andrew y Peggy Cherng en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Una limitación de la tecnología hasta este punto ha sido su profundidad de campo limitada, el rango en el que los objetos están enfocados. Este fenómeno le resultará familiar a cualquiera que haya utilizado una cámara. Cuando la cámara se enfoca en un objeto cercano, los objetos del fondo aparecerán borrosos. Cuando la cámara enfoca algo en la distancia, los objetos cercanos están borrosos.

Si bien ese desenfoque puede agregar un estilo artístico en Instagram, no es deseable en imágenes médicas 3-D, por lo que Wang y su equipo se propusieron modificar su tecnología para minimizar el efecto. En un artículo publicado en la edición del 3 de octubre de Comunicaciones de la naturaleza , describen una forma modificada de la tecnología que llaman microscopía fotoacústica de resolución espacialmente invariante, o SIR-PAM.

SIR-PAM se basa en la tecnología PAM anterior al preprocesar el rayo láser con un chip óptico especializado que se encuentra en ciertos tipos de televisores y proyectores. El chip divide el rayo en dos, y cada uno de esos rayos bombardea el objeto a fotografiar desde un ángulo diferente.

Cuando los rayos se cruzan dentro del objeto, crean patrones de interferencia precisos que proporcionan las firmas acústicas necesarias para construir una imagen clara en 3-D de las estructuras internas en toda el área escaneada.

Estas modificaciones le dan a SIR-PAM una profundidad de campo 32 veces mayor que la que PAM podría lograr mientras también mejoran su resolución a tan solo 90 nanómetros (1/1000 del ancho de un cabello humano).

"Esto nos da la capacidad de mirar a través de materiales opacos y ver lo que hay dentro, "Dice Wang." Es como una extensión del ojo humano, como la visión de rayos X de Superman ".

"La fotoacústica es única, ", dice." Se puede escalar para obtener imágenes de todo, desde las estructuras dentro de una célula hasta un organismo completo, ofreciendo una oportunidad sin precedentes para la investigación biológica a escala global con un contraste de imágenes constante ".

El artículo se titula "Microscopía fotoacústica volumétrica inmóvil con resolución espacialmente invariante".