Investigación biológica

Las longitudes de onda NIR-SWIR se han vuelto importantes para la investigación biológica y los estudios clínicos. Ya sea por la reducción de la dispersión de la luz en longitudes de onda más largas, para detectar bandas de absorción molecular (química) o para capturar las emisiones de múltiples tintes fluorescentes. La dispersión reducida permite que las sondas de luz de la tomografía de coherencia óptica (OCT) penetren más profundamente en tejidos que de otro modo serían opacos para obtener imágenes de las capas de la retina. La banda de absorción molecular del agua permite obtener imágenes a través del tímpano opaco o a través de la capa superior de la piel para ver la acumulación de líquido que causa dolores de oído o ronchas o urticaria en la piel, lo que marca una reacción alérgica. En otra aplicación, la dispersión reducida de SWIR y la capacidad de capturar las emisiones de colorantes fluorescentes infrarrojos permite la cirugía guiada por imágenes, incluso cuando un tumor se encuentra debajo de una capa de tejido sano. Los tintes de fluorescencia NIR y SWIR se usan en esta técnica para marcar diferentes tejidos, lo que ayuda al cirujano a identificar y evitar dañar los nervios, los conductos biliares, los vasos sanguíneos u otros órganos y al mismo tiempo identificar todo el tumor canceroso.

Al usar una rueda de filtros, o incluso al depositar filtros en un patrón en los píxeles del detector, el amplio rango de longitud de onda visible a SWIR de nuestras cámaras SWIR se puede emplear para permitir que una ruta óptica y un sensor tomen imágenes de varios tintes visibles, NIR o SWIR en una vez. Luego, la cámara captura con precisión la posición de cada tejido marcado y evita el riesgo de desalineaciones mecánicas o errores de calibración, que podrían inducir a error al cirujano. El amplio rango dinámico de las cámaras de recorrido y su linealidad de 14 bits permiten obtener imágenes de campos quirúrgicos complejos con la calidad de imagen para notar los brillos más débiles en el mismo campo de visión que un reflejo brillante de las lámparas del quirófano. Los formatos de megapíxeles con píxeles sensibles de 12 µm proporcionan la resolución y el campo de visión necesarios para una cirugía precisa.

Nuestra 1280SciCam ofrece un funcionamiento refrigerado cuando se trata de emisiones muy débiles, mientras que la MVCam es pequeña y compacta, para encajar en el espacio limitado sobre el paciente. El propio chip sensor puede usarse para la obtención de imágenes multiespectrales o hiperespectrales con la adición de ópticas selectivas de longitud de onda adecuadas (llame a nuestro grupo de aplicaciones para analizar soluciones personalizadas para su aplicación). Con un filtro de paso de banda simple para la banda de agua, la MVCam se puede implementar en un consultorio de alergólogos para obtener imágenes de las ronchas o protuberancias inducidas por la alergia para proporcionar un registro digital de la reacción del paciente.

Un uso biológico importante de las matrices lineales de fotodiodos de InGaAs es para la tomografía de coherencia óptica de dominio espectral (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SD-OCT). Aquí, la luz coherente de una fuente de luz de fibra óptica se usa para obtener imágenes debajo de capas dispersas de tejido o materiales. Los fotodiodos de InGaAs permiten usar longitudes de onda más largas, que penetran mejor en los tejidos y permiten obtener imágenes de todas las capas de la retina o incluso medir la distancia desde la córnea hasta la parte posterior del ojo. En esta técnica, la retrodispersión de la luz de las estructuras en el tejido es recolectada por la misma fibra y filtrada por un interferómetro, luego pasa a través de un espectrómetro a una matriz de fotodiodos lineales. Esto genera un escaneo de perfil de profundidad de la estructura del tejido después de que un proceso matemático llamado Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform, FFT) decodifique el interferograma espectral. Luego, al escanear el punto láser a través del tejido, se construye una imagen tridimensional que puede ser examinada por el oftalmólogo en formas como una tomografía computarizada o una resonancia magnética. Las matrices y cámaras de exploración de líneas PIRT ofrecen la longitud de la matriz y velocidades de línea de 40000 Hz para SD-OCT rentable, con una estabilidad de fase mucho mayor que los sistemas OCT de fuente de barrido. Estos sistemas SD-OCT pueden usarse también para otras aplicaciones, como la obtención de imágenes de caries o grietas en los dientes, la salud de las encías o incluso para aplicaciones industriales de ensayos no destructivos (non-destructive testing, NDT), como la supervisión de la producción de sándwiches de plástico multicapa o capas de cerámica.