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Uma equipe internacional de pesquisadores, em colaboração com a Universidade de St Andrews, fez um avanço tecnológico para uma das formas mais importantes de geração de imagens de luz, a tomografia de coerência óptica (OCT), que pode revolucionar as aplicações em oftalmologia, dermatologia, cardiologia e a detecção precoce do câncer.
A nova pesquisa, publicada na Avanços da ciência (sexta-feira, 7 de julho), liderado por uma equipe internacional de especialistas da Universidade de Adelaide, Austrália, Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) em colaboração com a Aerospace Corp nos EUA e acadêmicos da Escola de Física e Astronomia da Universidade de St Andrews, poderia melhorar o diagnóstico de doenças.
Os avanços até o momento em imagens de luz foram espetaculares. Seu uso em imagens biomédicas atingiu novos patamares na última década com sua combinação sem precedentes de simplicidade, facilidade de uso para recuperar informações de imagem altamente resolvidas e versatilidade. No entanto, os desafios permanecem, ou seja, recuperar informações de profundidade. Um desafio devido à dispersão da luz no tecido que obscurece as informações em profundidade.
A OCT depende da retrodifusão da luz dentro da amostra: isso ocorre quando a luz passa entre diferentes camadas de células, por exemplo. É como o conhecido fenômeno da natureza da luz sendo espalhada em um nevoeiro, consistindo em gotículas de água com um índice de refração diferente do ar ao redor, o que embaralha sua visão. A dispersão torna difícil ver através do nevoeiro. Da mesma forma, as células (membranas e partes ainda menores) no tecido biológico dispersam a luz, tornando a geração de imagens um desafio. Na verdade, obter um sinal discernível de profundidades acima de 1 mm de profundidade é extremamente desafiador devido a vários fatores, incluindo o sinal do tecido interveniente.
A sabedoria convencional é que o sinal OCT é dominado pela luz que passou por um único evento de retroespalhamento, enquanto a luz espalhada (embaralhada) muitas vezes é prejudicial para a formação da imagem. A equipe descobriu um ponto de vista alternativo – que a coleta seletiva de tal luz espalhada de forma múltipla pode levar a um melhor contraste de imagem em profundidade, particularmente em amostras altamente dispersas. É importante ressaltar que eles mostraram como isso poderia ser implementado de maneira fácil com óptica adicional mínima, deslocando os caminhos de entrega e coleta de luz.
Gavrielle Untracht, primeira autora do artigo, da DTU, disse: “Os resultados de nosso estudo podem ser o início de uma nova maneira de pensar sobre a imagem de OCT. É muito emocionante contribuir para tal avanço tecnológico no campo bem estabelecido de OCT ! “
O professor Kishan Dholakia, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de St Andrews, disse: “Nosso estudo quebra as normas em imagens ópticas e acredito que anuncia um novo caminho para a recuperação de informações em profundidade. OCT é um método estabelecido mundialmente para obter informações úteis informações sobre a saúde humana – nossa abordagem pode melhorar isso ainda mais.”
O Dr. Peter Andersen, co-autor correspondente da DTU, acrescentou: “A configuração única, apoiada por nossa modelagem, deve redefinir nossa visão sobre a formação do sinal OCT – e agora podemos usar essa percepção para extrair mais informações e melhorar o diagnóstico da doença .”
A equipe acredita que seu avanço está prestes a desafiar as convenções e levar a uma mudança radical na recuperação de imagens em profundidade. A equipe está ainda mais fortalecida por ter concedido e registrado propriedade intelectual nesta área e está ansiosa para ver a tradução. O atual mercado de OCT é de US$ 1,3 bilhão em 2021 e deve triplicar até o final da década.
Este desenvolvimento de ponta não teria sido possível sem o apoio financeiro do Reino Unido e da UE (H2020) e do Australian Research Council (ARC) na Austrália.
Mingzhou Chen, Philip Wijesinghe em St Andrews, Peter Andersen e Dominik Marti na DTU e Harold Yura na Aerospace Corp são coautores do trabalho, que publicou suas descobertas na revista Avanços da Ciência.
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