El emisor láser híbrido de alta potencia penetra más profundamente en la piel para mejorar el diagnóstico de enfermedades
La energía de la señal de la bomba en la banda de 1,55 m se convirtió en la señal inactiva a 1,9 m a través de una mezcla de cuatro ondas (FWM) y luego se amplificó mediante un fibra dopada con tulio (TDF) a la salida. Crédito: Jiawei Shi, Mingsheng Li, Huajun Tang, Jiqiang Kang, Najia Sharmin, Amir Rosenthal, Kenneth KY Wong
Un avance en las imágenes por ultrasonido son las imágenes fotoacústicas (PAI), en las que la piel o el tejido absorben pulsos de luz láser. La expansión termoelástica de la piel o tejido emite sonido, que es procesado por la maquinaria para desarrollar imágenes de alta resolución. Desarrollos recientes han teorizado la existencia de PAI vibracional, que podría penetrar más en la piel.
En un nuevo artículo publicado en eLight, un equipo de científicos dirigido por el profesor Kenneth KY Wong de la Universidad de Hong Kong ha desarrollado un emisor de láser híbrido de alta potencia diseñado para penetrar profundamente en la piel. El documento, titulado «Emisor oscilante paramétrico óptico híbrido a 1930 nm para imágenes fotoacústicas volumétricas del contenido de agua», buscaba mapear el contenido de agua en el cuerpo para analizar las propiedades biológicas de las células, tejidos y órganos.
La técnica PAI necesita generar imágenes de alta resolución con una baja relación señal-ruido (SNR). El láser debe tener una alta energía de pulso láser, una tasa de repetición de pulso rápida y una capacidad de sintonización de longitud de onda precisa para lograr este objetivo. El agua absorbe energía a una longitud de onda relativamente baja de aproximadamente 1000 nm, lo que generalmente requiere energía de pulso a nivel de milijulios. Ese tipo de energía puede quemar la piel, mientras que los láseres que funcionan a ese nivel son caros.
El equipo de investigación desarrolló un emisor híbrido de oscilación paramétrica óptica (HOPE) de fibra de alta potencia a 1930 nm. . Es la mejor longitud de onda para determinar el contenido de agua de tejidos y grasas. El HOPE emite pulsos de láser cada 15 nanosegundos (ns), con un ancho de banda de 1 nm. El equipo de investigación verificó el rendimiento de su sistema a través de un sistema de microscopio PA de resolución óptica de prueba de concepto.
Se escaneó una misma muestra de carne de cerdo a 1930 nm y 1750 nm para la visualización volumétrica de lípidos ricos y componentes acuosos respectivamente. Crédito: Jiawei Shi, Mingsheng Li, Huajun Tang, Jiqiang Kang, Najia Sharmin, Amir Rosenthal, Kenneth KY Wong
El equipo descubrió que el sistema de 1930 nm mejoró la profundidad de penetración en 2,4 mm. El equipo de investigación se lo debió a la reducción de la dispersión de fotones en el tejido dentro de los láseres de infrarrojo cercano de longitud de onda más corta. La capacidad de penetración mejorada podría facilitar la obtención de imágenes medibles del contenido de agua en el tejido profundo.
Se tomaron imágenes de un trozo de salmón fresco en un paso de 30 m. La profundidad de la imagen es de alrededor de 2,4 mm, que es el resultado del compromiso entre el bajo coeficiente de dispersión y el alto coeficiente de absorción del agua a 1930 nm. Crédito: Jiawei Shi, Mingsheng Li, Huajun Tang, Jiqiang Kang, Najia Sharmin, Amir Rosenthal, Kenneth KY Wong
Una mejor medición del contenido de agua podría mejorar la calidad del diagnóstico médico en el futuro. Estas excelentes ventajas podrían ayudar a abrir amplias vías de investigación biológica y diagnóstico de enfermedades.
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La innovación en microscopía fotoacústica de resolución óptica permite obtener imágenes multicontraste simultáneas Más información: Jiawei Shi et al, Emisor oscilante paramétrico óptico híbrido a 1930 nm para imágenes fotoacústicas volumétricas del contenido de agua, eLight (2022). DOI: 10.1186/s43593-022-00014-2 Proporcionado por la Academia de Ciencias de China Cita: El emisor de láser híbrido de alta potencia penetra más profundamente en la piel para mejorar el diagnóstico de enfermedades (26 de abril de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-04-high-power-hybrid-laser-emitter-penetrates.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.