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INVESTIGADORES VALENCIANOS DESARROLLAN UN SISTEMA ÓPTICO QUE PERMITE VISUALIZAR OBJETOS A TRAVÉS DE ENTORNOS TURBIOS

El estudio ha despertado un gran interés en la comunidad científica internacional por su potencial aplicación en biomedicina.

Un equipo de investigadores completamente valenciano ha revolucionado la comunidad
científica internacional con la reciente publicación de una investigación que propone un nuevo mecanismo que permite mediante técnicas de imagen óptica mejorar notablemente la visualización de objetos a través de medios difusores como la piel.

El equipo liderado por el profesor del Departamento de Óptica de la Universitat de
València, D. Pedro Andrés, y el investigador D. Jesús Lancis, del Instituto de Nuevas Tecnologías de la Imagen de la Universitat Jaume I de Castellón, ha conseguido un avance significativo en la superación de las limitaciones inherentes a la propagación de la luz a través de medios turbios, permitiendo transmitir imágenes a distancias superiores a la longitud de extinción del medio.

Esta investigación supone un gran hallazgo por la aplicación que este nuevo procedimiento óptico de visualización puede tener en biomedicina, en concreto para visualizar capas internas de tejido biológico o a través de un cristalino con cataratas. Las técnicas de imagen óptica se están convirtiendo en los últimos tiempos en herramientas fundamentales en las ciencias biomédicas ya que no son invasivas, ni plantean riesgos para la salud pues no utilizan radiación ionizante, además de ser rápidas y económicas.

Uno de los principales retos a los que se enfrentan estos investigadores es poder captar imágenes nítidas de capas profundas del tejido vivo dada la elevada difusión que sufre la luz al atravesarlo. Para conseguirlo, este equipo utilizó una matriz de microespejos, idéntica a la que utilizan los videoproyectores comerciales de última generación, para proyectar un conjunto de patrones microestructurados de luz que se superponen secuencialmente sobre la muestra. A continuación, se mide la energía transmitida globalmente por cada uno de ellos mediante un fotodetector. Finalmente, una técnica de procesado de señal denominada “muestreo compresivo” permite reconstruir la imagen. Para el profesor  Pedro Andrés del Departamento de Óptica de la Universitat de València “uno de los aspectos más sorprendentes de esta investigación es que el resultado se alcanza usando un detector de un solo píxel, es decir, sin resolución espacial, cuando precisamente la tendencia actual es utilizar sensores matriciales constituidos por decenas de megapíxeles”. También es notable resaltar que la técnica puede operar a través de medios turbios dinámicos, como el propio tejido biológico vivo, cuyos centros difusores cambian continuamente sus posiciones con el tiempo. Esto es en general una dificultad añadida para transmitir o recibir imágenes. Sin embargo, como apunta el profesor Enrique Tajahuerce, coautor del trabajo, "nuestra técnica, sin embargo, no requiere una calibración del medio, y sus fluctuaciones durante la etapa de detección no limitan la capacidad de obtención de imágenes".

El objetivo final de este proyecto es romper las barreras que limitan la profundidad de penetración de la luz en el interior de un medio turbio, sea tejido vivo, una atmósfera turbulenta o un cristalino cataratoso. Para ello, se necesita demostrar que la técnica funciona incluso cuando la muestra está completamente inmersa en el tejido, como puede ser el caso de un tumor u otra malformación.

El trabajo, desarrollado completamente en la Comunidad Valenciana, ha sido financiado con diferentes fondos del Plan Nacional de I+D+i del MICINN y con la ayuda económica de la Generalitat Valenciana a través del programa Prometeo.

El estudio ha llamado la atención de los editores de las revistas de la Sociedad Americana de Óptica (OSA) y de la Asociación Americana de Física (AIP) que han elaborado una reseña de prensa que ha sido distribuida principalmente a través de diferentes publicaciones científicas y medios de comunicación americanos.

Para el COOCV es una satisfacción hacernos eco de esta noticia pues el Profesor Pedro Andrés es un magnífico docente universitario que ha colaborado estrechamente con los Ópticos Optometristas de la Comunitat Valenciana para consolidar nuestros estudios en el entorno académico de la Universitat de València.

D. Pedro Andrés Bou. Catedrático Universitat de Valencìa.

D. Pedro Andrés Bou. Catedrático Universitat de Valencìa.