Tècniques de seccionat òptic utilitzan...

La interferometria òptica autorrealimentada (OFI, Optical Feedback Interferometry) és una tècnica de sensat òptic que s'ha convertit en el tema central del nostre equip d'investigació. En OFI, el feix de llum emès per un díode làser es reflecteix en un objecte difusor, i en part és reinjectat a la cavitat làser, causant batuts en l'emissió del làser que s'interpreten com a franges d'interferència. Aquests batuts són sensats ​​mitjançant el fotodíode de control present en la majoria de làsers de díode. És, per tant, un sensor intrínsecament compacte, autoalineat, econòmic, i d'alta resolució (nanòmetres) útil en moltes aplicacions. A l'aplicar-lo a teixits en aplicacions biomèdiques, però, la tècnica no té capacitats per discriminar en profunditat, ja que el feix de retorn inclou llum dispersada a diferents profunditats, limitant les seves aplicacions potencials. La mesura del flux sanguini, la microfluídica i fins i tot la pulsioximetria, són aplicacions biomèdiques a l'abast dels sensors OFI que guanyarien valor en cas de disposar de capacitat de seccionat, és a dir, de resoldre en profunditat la informació obtinguda en diferents capes. El seccionat òptic té un nombre d'estratègies ben conegudes en enginyeria òptica i biomèdica per discriminar en profunditat. Fins al moment, aquestes tècniques no s'han implementat en OFI, possiblement per l'origen de la tècnica en el camp de l'electrònica.

L'objectiu principal del projecte és desenvolupar dos prototips de muntatges experimentals que implementin capacitats de seccionat òptic en muntatges basats en OFI, per aconseguir dispositius mèdics més compactes i econòmics. Per a això, dues tecnologies òptiques ben conegudes per les seves capacitats de seccionat òptic, la microscòpia confocal (CM) i la tomografia fotoacústica (PAT), s'adaptaran a muntatges de detecció coherent basats en OFI que imnplementarán al laboratori. El procés de desenvolupament d'almenys dos prototips experimentals complexos, i la durada limitada del projecte exclou d'aquest les proves clíniques. Els prototips es validaran utilitzant models de teixit ("Phantoms"), ja que presenten condicions més controlades per a la validació dels muntatges experimentals en aquesta fase del desenvolupament. Aquests models es produiran i caracteritzaran al CD6, per controlar en detall les seves especificacions i adaptar la seva complexitat a les necessitats del projecte.

El projecte té quatre objectius parcials que condueixen al seu objectiu principal. En primer lloc, es realitzarà un modelatge òptic i fotomètric de la propagació de llum en teixits i el seu efecte en la realimentació del làser. Les simulacions es validaran sobre models de teixit construïts i caracteritzats en el CD6 per validar les simulacions. Finalment, dos prototips operatius amb propietats de seccionat òptic utilitzant OFI (OFI-CM i OFIPAT) es construiran i validaran sobre diferents models de teixit.

En els nostres dos últims projectes del Plan Nacional hem desenvolupat prototips d'equips de mesura basats en OFI amb resolucions micro i nanomètriques, aplicades a biofotònica (mesura de l'ona de pressió arterial) i ultrasons làser (detecció òptica de l'ona ultrasònica), una aplicació pròxima a PAT. Aquesta experiència ens permet afrontar els reptes del present projecte, reforçats per la participació del LAAS-CNRS de Toulouse, un centre punter a nivell mundial en recerca en OFI.