Os setores alimentício e industrial têm demonstrado interesse na imagem hiperespectral no infravermelho próximo (NIR-HSI), que obtém imagens espectrais na região NIR (850–2500 nm). Os componentes de objetos difíceis de diferenciar com a luz visível, como o teor de gordura da carne, a composição de resinas com cores semelhantes e as impurezas de matéria estranha

Os setores alimentício e industrial têm demonstrado interesse na imagem hiperespectral no infravermelho próximo (NIR-HSI), que obtém imagens espectrais na região NIR (850–2500 nm). Os componentes de objetos difíceis de diferenciar com a luz visível, como o teor de gordura da carne, a composição de resinas com cores semelhantes e as impurezas de matéria estranha, podem ser analisados de forma não destrutiva usando essa tecnologia de imagem.

A espectroscopia de mais de mil nanômetros (OTN) é uma característica notável do NIR-HSI que pode ser usada para construção de mapas 2D, identificação química orgânica e estimativa de concentração. Além disso, o NIR-HSI ajuda a visualizar tumores escondidos em tecidos saudáveis, uma vez que pode coletar dados nas profundezas do corpo.

Existem vários tipos de dispositivos HSI baseados em diferentes alvos e situações de imagem. Mas para comprimentos de onda OTN, câmeras visíveis comuns perdem sensibilidade, e apenas algumas lentes disponíveis comercialmente podem corrigir a aberração cromática.

Em um novo estudo, cientistas da Universidade de Ciência de Tóquio desenvolveram o primeiro sistema de endoscópio rígido do mundo capaz de HSI de comprimentos de onda visíveis para OTN. Este novo sistema pode realizar imagens hiperespectrais (HSI) entre comprimentos de onda visíveis e 1600 nm usando uma fonte de luz supercontínua e um filtro ajustável acusto-óptico para emitir comprimentos de onda específicos.

O sistema é composto por uma fonte de luz Supercontinuum (SC) e um filtro acústico-opto sintonizável (AOTF) que pode emitir comprimentos de onda específicos. Esta combinação permite a transmissão de luz simples para o guia de luz e comutação elétrica milissegundos rápida entre vários comprimentos de onda.

O desempenho óptico do sistema foi verificado e a capacidade de classificação foi investigada. Consequentemente, demonstrou-se que HSI (490–1600 nm) poderia ser realizado.

Vantagens:

  • O baixo poder de luz dos comprimentos de onda extraídos.
  • Imagens não destrutivas e capacidade de downsizing.
  • Um espectro NIR mais contínuo pode ser obtido.

Os cientistas demonstraram a capacidade do sistema obtendo os espectros de seis tipos de resinas. Eles empregaram uma rede neural para classificar os espectros pixel a pixel em vários comprimentos de onda.

Os achados mostraram que a rede neural foi capaz de categorizar sete alvos distintos, compreendendo as seis resinas e uma referência branca, com acurácia de 99,6%, repetibilidade de 93,7% e especificidade de 99,1% quando a faixa de comprimento de onda OTN foi retirada dos dados do HSI para treinamento. Isso indica que o sistema pode extrair as informações de vibração molecular de cada pixel de resina com sucesso.

O professor Hiroshi Takemura, da Universidade de Ciência de Tóquio (TUS), disse: “Esse avanço, que combina conhecimentos de diferentes áreas por meio de uma abordagem colaborativa e interdisciplinar, permite a identificação de áreas de câncer invadidas e a visualização de tecidos profundos, como vasos sanguíneos, nervos e ureteres durante procedimentos médicos, levando a uma melhor navegação cirúrgica. Além disso, permite a medição usando luz inédita em aplicações industriais, potencialmente criando novas áreas de ensaios não utilizados e não destrutivos. Ao visualizar o invisível, pretendemos acelerar o desenvolvimento da medicina e melhorar a qualidade de vida de médicos e pacientes.”

Referência da revista:

  1. Toshihiro Takamatsu, Ryodai Fukushima, Kounosuke Sato, Masakazu Umezawa, Hideo Yokota, Kohei Soga, Abian Hernandez-Guedes, Gustavo M. Callico e Hiroshi Takemura. Desenvolvimento de um sistema de escopo rígido de imagem hiperespectral visível a 1600 nm usando luz supercontínua e um filtro ajustável acusto-óptico. Óptica Expressa. DOI: 10.1364/OE.515747
Atualizado em by Elida Mayoral
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Os setores alimentício e industrial têm demonstrado interesse na imagem hiperespectral no infravermelho próximo (NIR-HSI), que obtém imagens espectrais na região NIR (850–2500 nm). Os componentes de objetos difíceis de diferenciar com a luz visível, como o teor de gordura da carne, a composição de resinas com cores semelhantes e as impurezas de matéria estranha
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