Con una simulación matemática el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) obtuvo un sensor que permite escanear a profundidad, de sólo 100 dólares, el cual obtiene los mismos resultados el instrumento más avanzado valorado en 100 000 dólares.
Investigadores del MIT encontraron la fórmula para abaratar el costo de 100 mil dólares que se requería para lograr una simulación biomédica. Utilizando una técnica conocida como “formación de imágenes de vida de fluorescencia”, aplicada a la secuenciación de ADN y diagnóstico de cáncer, se podría trabajar en la investigación biológica y prácticas clínicas.
Ayush Bhandari, uno de los desarrolladores del concepto y graduado del MIT, asegura que el truco estaría en reemplazar el costoso material por la sofisticación de los cálculos matemáticos de formación de imágenes, utilizando las características de bioimagen que proporciona el sensor de Microsoft Kinect.
Cómo era antes
Anteriormente, el proceso se realizaba con la fluorescencia que consiste en el comportamiento de la emisión y absorción de los fluoróforos en relación con los diferentes materiales. Dependiendo del material, cada fluoróforo tendría un comportamiento diferente, lo que permitiría hacer una medición del intervalo y así revelar información acerca de la composición química de la muestra.
Para hacer que las mediciones de la fluorescencia sean los más precisas posibles, las emisiones de luz deben durar lo mínimo posible, por lo tanto, moviéndose en un rango comprendido en picosegundos (milésimas de nanosegundos).
Kinect, un instrumento contundente
Al contrario del microscopio que utiliza fracciones de milésima de nanosegundos, el sensor de Microsoft Kinect, utiliza ráfagas de luz de décimas de nanosegundos, el propósito que se busca, es calcular el rebote de luz, aunque podría parecer poco aproximado. ¿Pero cómo puede calcularse más precisión con una duración tan larga? Ahí es donde los investigadores extraen información adicional de la transformación Fourier; la descomposición de señales tanto ópticas como eléctricas y acústicas, en sus correspondientes frecuencias.
Por lo tanto, se obtienen un total de 50 frecuencias ópticas diferentes con las cuales se puede completar la información que con las ráfagas de luz no se consigue detectar. Esto es posible mediante cálculos matemáticos que incluye la intensidad de la luz emitida y de la luz reflejada.
Como no toda la luz que incide sobre la muestra biológica se absorbe sino que también se refleja los investigadores pueden clasificarla según su intensidad. Una vez calculada ésta, se puede calcular la distancia entre la emisión y la muestra por lo que la aproximación de los investigadores, por lo cual, no necesita calibración de distancia.
Como conclusión, los sensores de profundidad utilizados por los investigadores de MIT, como los de Kinect, tenían una formación de más o menos 20 000 detectores de luz cada uno. Los resultados más precisos se obtuvieron cuando éstos estaban a dos metros y medio de la muestra. Aunque con esta instalación no se obtiene la resolución de imagen que dan los microscopios de imagen de fluorescencia de vida, se podría aumentar el equipo de sensores ópticos que permitirían mayor control en la emisión y recogida de luz a un precio muchísimo menor que el conto de 100 000 dólares de los equipos tradicionales.
-Jaime Buitrago
