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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Ultrasonic Endoscopes for DEEP Light Focusing

Descripción del proyecto

Enfoque de la luz dentro de los tejidos con una resolución sin precedentes

La adquisición de imágenes biomédicas, la cirugía láser y otros métodos basados en la luz requieren de un enfoque preciso de la luz en el interior del tejido biológico. Las técnicas actuales están limitadas en lo que respecta a su capacidad para funcionar a profundidades en el tejido superiores a una fracción de milímetro. El proyecto DEEP, financiado con fondos europeos, aspira a desarrollar un método no invasivo para enfocar la luz dentro del tejido a una profundidad de un milímetro o superior en tiempo real, mientras se conserva el confinamiento subcelular espacial. Al aprovechar la penetración profunda de los ultrasonidos y su capacidad para modificar localmente las propiedades ópticas de una muestra, el sistema generará endoscopios virtuales «in situ» que actuarán como lentes ópticas integradas o guías de onda dentro del tejido vivo y, por tanto, redirigiendo la luz a mayor profundidad.

Objetivo

Subcellular light focusing is the primary enabler of a number of characterization, diagnosis and treatment tools in biomedicine and life sciences, including microscopy and spectroscopy techniques or phototherapies. However, limited by the scattering of light, current approaches are only optimized to operate at depths below a fraction of a millimeter inside tissue. Deeper light focusing – which is fundamental for sound biological conclusions or accurate treatments –always comes at the expense of increased invasiveness, restricted sample availability, or loss of spatial or temporal precision.
The overall objective of DEEP is to overcome the above limitations and develop an original non-invasive strategy to focus light inside tissue at a millimeter depth (or above) and in real-time while maintaining subcellular spatial confinement. Specifically, by exploiting the deep penetration of ultrasound and its ability to locally modify the optical properties of a sample, we will generate in-situ virtual endoscopes that will act as embedded optical lenses or waveguides inside living tissue, thus redirecting light toward a deeper focus.
Throughout DEEP, we will implement a hybrid ultrasonic-optical system able to (i) generate ultrasonic endoscopes with particular shapes and propagation characteristics that maximize the coupling and guiding of light inside tissue; (ii) operate in synergy with cutting-edge imaging methods such as two-photon or optical-resolution photoacoustic microscopy to extend their imaging depth; (iii) analyze via fluorescence correlation spectroscopy the intracellular dynamics inside organoids at microsecond temporal resolution; (iv) combine laser-irradiation therapies with the real-time in-situ monitoring of the structural changes induced inside tissue.
Ultrasonic-enabled virtual endoscopes will lead to an unprecedented control of light inside living systems, opening the door to transformative advances in personalized medicine and molecular biology.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-COG

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Institución de acogida

UNIVERSITAT DE BARCELONA
Aportación neta de la UEn
€ 1 862 462,00
Dirección
GRAN VIA DE LES CORTS CATALANES 585
08007 Barcelona
España
Región
Este Cataluña Barcelona
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 862 462,00

Beneficiarios (1)