Novo microscópio promete biópsias na sala de cirurgia

O microscópio combina uma grande lente fotolitográfica telecêntrica com uma grande lente tubular para criar imagens nítidas e detalhadas de amostras grandes e curvas.
[Imagem: Xi Yang/Duke University]

Amostras irregulares

Um novo tipo de microscópio promete revolucionar o modo como se obtém imagens de alta resolução, sobretudo de amostras biológicas e médicas.

Batizado de Panorama, o equipamento consegue capturar fotos extremamente grandes e detalhadas de objetos não planos em apenas uma fotografia, superando uma limitação fundamental da microscopia tradicional.

Os microscópios de hoje têm um grande problema: Eles assumem que a amostra a ser examinada é perfeitamente plana. No entanto, na realidade a maioria das amostras - como tecidos biológicos, lâminas de biópsia ou materiais flexíveis - possui superfícies curvas ou irregulares. Para obter uma imagem nítida nessas condições, é necessário escanear a amostra em várias partes, ajustando o foco para cada pedaço, um processo que pode levar até uma hora para cada amostra.

O novo microscópio supera dessa dificuldade, eliminando a necessidade de escanear a amostra e permitindo que ela seja fotografada como um todo com um único clique.

Lente telecêntrica

A chave para isso está na utilização de uma lente telecêntrica, que minimiza a distorção, combinada com uma rede de 48 pequenas câmeras dispostas em uma matriz. Cada câmera fotografa uma porção diferente da amostra, mas o mais inovador é que o foco de cada uma delas pode ser ajustado individualmente.

"A lente telecêntrica possibilita a obtenção de imagens de um campo muito amplo sem distorção, enquanto a abordagem multicâmera supera o limite usual de tamanho e resolução de um único sensor," disse Haitao Chen, da Universidade Duke, nos EUA. "Essa combinação nos permite obter uma imagem perfeita, em gigapíxeis, em um único instante, achatando qualquer curvatura de forma adaptativa."

Isso significa que, mesmo se a amostra for irregular, cada câmera pode ser focada para a superfície local da sua área, garantindo que tudo permaneça nítido. Após a captura da imagem, um software junta todas as 48 fotos em uma única imagem, com resolução na casa dos gigapíxeis, algo entre 10 e 50 vezes mais detalhado do que a foto de uma câmera de celular.

A principal vantagem é a velocidade: O processo de captura, que normalmente levaria horas de escaneamento, é feito em uma fração de segundo.

Esquema mostrando a lente telecêntrica, uma lente de tubo e uma série de microcâmeras, cada uma com seu próprio controle de foco.
[Imagem: Haitao Chen/Duke University]

Aplicações da medicina à indústria

Nos primeiros testes, o microscópio Panorama capturou uma lâmina inteira de tecido cerebral de rato, revelando detalhes celulares minúsculos, e também foi capaz de fotografar a pele de uma cebola, com sua características superfície curva, com todas as células perfeitamente em foco.

A capacidade de capturar imagens de alta resolução em grandes áreas e em amostras irregulares tem vastas aplicações. Na área médica, por exemplo, o microscópio pode acelerar o diagnóstico de biópsias, permitindo que patologistas examinem lâminas inteiras em segundos - imagine um cirurgião tentando eliminar um câncer e ser informado na própria sala de cirurgia de que o tumor é benigno.

Na indústria, a tecnologia poderá ser usada para inspeções de qualidade em superfícies grandes, como pastilhas de chips, de forma mais rápida e eficiente.

Os pesquisadores também já estão trabalhando em aprimoramentos, adicionando mais câmeras para cobrir áreas ainda maiores e desenvolvendo um sistema de foco automático. Segundo eles, no futuro o Panorama poderá permitir a criação de mapas 3D ou até mesmo vídeos de processos microscópicos em tempo real.

Fonte: Novo microscópio fotografa amostras curvas instantaneamente