La UJI ayuda a diseñar nueva instrumentación óptica que mejorará la biomedicina 

CASTELLÓ. La Universitat Jaume I participa en el diseño de nueva instrumentación biomédica a través del proyecto CONcISE. Desde la UJI explican que los dispositivos y métodos de diagnóstico por imagen utilizados en la actualidad para la atención sanitaria son el resultado de avances científicos y del trabajo interdisciplinar en física, matemáticas, ciencia de los materiales, ingeniería eléctrica, informática, bioquímica y medicina.

Su utilización ha evolucionado desde los primeros usos de los rayos X para el diagnóstico de fracturas y la detección de cuerpos extraños hasta convertirse en una tecnología que permite no sólo una mejor atención al paciente, sino también el estudio de cuestiones fundamentales en biomedicina.

Con el proyecto CONcISE, financiado a través del programa marco de investigación Horizon Europe y en el que participa el grupo de investigación en Óptica de la Universitat Jaume I, se busca desarrollar nueva instrumentación para incrementar la información de las imágenes médicas, haciéndolas más usables para el personal sanitario, más cómodas para los pacientes y más sencillas para el personal técnico.

Imágenes multidimensionales

En concreto, el objetivo del proyecto es el desarrollo de nuevos dispositivos para obtener imágenes ópticas biomédicas multidimensionales que permitan detectar y cartografiar la absorción y dispersión de la luz, así como la fluorescencia, en tejidos biológicos utilizando luz visible e infrarroja próxima. La posibilidad adicional de medir estos parámetros respecto a dimensiones que el ojo humano no es capaz de percibir, como por ejemplo el tiempo y la longitud de onda, junto con el espacio, incrementa la capacidad de diagnóstico de los dispositivos biomédicos.

Gracias al empleo de microdisplays como los que se emplean en los sistemas de videoproyección desarrollados por la electrónica de consumo, la red CONcISE tiene como objetivo el desarrollo de nuevos dispositivos que permitirán comprimir las imágenes durante su medición. "Este cambio supone un enfoque innovador y un paso adelante para la obtención de imágenes biomédicas con dispositivos más eficaces y eficientes", ha explicado el equipo investigador.

Captura de las imágenes

Las imágenes son capturadas con un solo píxel, a diferencia de los millones que integran las cámaras convencionales, lo que permite aplicar estrategias de detección innovadoras, como la detección comprimida, que permiten alcanzar índices de compresión superiores al 90 por ciento y por tanto reducir la necesidad de un almacenamiento masivo de los datos.

Esta estrategia también permite integrar en la captura de la imagen información que no es perceptible para el ojo humano, como por ejemplo la polarización de la radiación, la cual contiene una información muy rica para el diagnóstico clínico.

El consorcio, integrado por especialistas en ámbitos computacionales, experimentales e industriales de diferentes países europeos, tiene por objeto la formación de once nuevas doctoras y doctores en este ámbito tan complejo y de enorme potencial proporcionando una formación avanzada y multidisciplinaria que abarca todos los aspectos de la ciencia de la imagen biomédica: modelaje, diseño, desarrollo, análisis de datos, validación y translación a la aplicación.

El equipo de la universidad pública de Castelló, dirigido por el catedrático de Óptica Jesús Lancis, está integrado también por el investigador Enrique Tajahuerce y los alumnos de doctorado Heberley Tobón y Samuel Zapata, todos miembros del Grupo de Óptica, integrado en el Instituto de Nuevas Tecnologías de la Imagen.

Varias ramas de trabajo

Por una parte, Smart-dot persigue cartografiar en 3D la absorción y la dispersión de la luz en diferentes longitudes de onda de tejidos biológicos gruesos simultáneamente, lo que abre el camino para el diseño de nuevos tipos de sistemas de obtención de imágenes como, por ejemplo, mamografía óptica e imágenes funcionales cerebrales.

Smart-fluo es un sistema más orientado a la clínica, para obtener imágenes cuantitativas de fluorescencia endoscópica que pueda ser utilizado durante la cirugía guiada con agentes de contraste exógenos.

Finalmente, Smart-2pm tiene por objeto obtener imágenes de alta resolución de muestras biológicas con microscopía no lineal para mejorar el equilibrio fundamental entre profundidad de penetración, sensibilidad y velocidad de imagen aplicando, simultáneamente, estrategias de óptica adaptativa e imagen computacional.