A à C montre des perles sur une lame imagée par un microscope en vrac. D à F sont les billes vues à partir d'un microendoscope à lentille conventionnel. G à I sont les images brutes du nouveau microendoscope sans lentille ultra-miniaturisé de l'équipe de recherche. Les chercheurs disent que ces images sont terribles, mais fournissent en réalité beaucoup d'informations sur la lumière qui passe qui peuvent être utilisées dans la reconstruction informatique pour reconstituer une image finale plus claire. J à L sont des images G à I après reconstruction informatique. Crédit :Mark Foster
Les ingénieurs de Johns Hopkins ont créé un nouvel endoscope ultra-miniaturisé sans lentille, la taille de quelques cheveux humains en largeur, qui est moins encombrant et peut produire des images de meilleure qualité.
Leurs conclusions ont été publiées aujourd'hui dans Avancées scientifiques .
"D'habitude, vous devez sacrifier la taille ou la qualité de l'image. Nous avons pu réaliser les deux avec notre microendoscope, " dit Mark Foster, professeur agrégé de génie électrique et informatique à l'Université Johns Hopkins et auteur correspondant de l'étude.
Destiné à examiner les neurones se déclenchant dans le cerveau d'animaux tels que les souris et les rats, un microendoscope idéal doit être petit pour minimiser les dommages aux tissus cérébraux tout en étant suffisamment puissant pour produire une image claire.
Actuellement, les microendoscopes standard ont un diamètre d'environ un demi-millimètre à quelques millimètres, et nécessitent plus grand, lentilles plus invasives pour une meilleure imagerie. Bien qu'il existe des microendoscopes sans lentille, la fibre optique à l'intérieur qui balaie une zone pixel par pixel se plie fréquemment et perd sa capacité d'imagerie lorsqu'elle est déplacée.
Dans leur nouvelle étude, Foster et ses collègues ont créé un microendoscope ultra-miniaturisé sans lentille qui, par rapport à un microendoscope à lentille conventionnel, augmente la quantité que les chercheurs peuvent voir et améliore la qualité de l'image.
Les chercheurs y sont parvenus en utilisant une ouverture codée, ou une grille plate qui bloque la lumière au hasard en créant une projection dans un motif connu semblable à piquer au hasard un morceau de papier d'aluminium et laisser la lumière à travers tous les petits trous. Cela crée une image désordonnée, mais un qui fournit une abondance d'informations sur l'origine de la lumière, et cette information peut être reconstruite informatiquement en une image plus claire. Dans leurs expériences, L'équipe de Foster a examiné des perles de différents motifs sur une diapositive.
"Pour des milliers d'années, le but a été de rendre une image aussi claire que possible. Maintenant, grâce à la reconstruction informatique, nous pouvons délibérément capturer quelque chose qui a l'air affreux et aboutir de manière contre-intuitive à une image finale plus claire, " dit Foster.
En outre, Le microendoscope de Foster et de son équipe ne nécessite aucun mouvement pour se concentrer sur des objets à différentes profondeurs; ils utilisent la refocalisation informatique pour déterminer d'où provient la lumière en 3 dimensions. Cela permet à l'endoscope d'être beaucoup plus petit qu'un endoscope traditionnel qui nécessite de déplacer l'endoscope pour se concentrer.
Avoir hâte de, l'équipe de recherche testera son microendoscope avec des procédures de marquage fluorescent dans lesquelles les neurones actifs du cerveau seraient marqués et illuminés, pour déterminer avec quelle précision l'endoscope peut imager l'activité neuronale.
