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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Ultrasonic Endoscopes for DEEP Light Focusing

Description du projet

Une concentration de la lumière à l’intérieur des tissus avec une résolution sans précédent

L’imagerie biomédicale, la chirurgie au laser et d’autres méthodes reposant sur la lumière nécessitent de pouvoir concentrer cette dernière de manière précise à l’intérieur des tissus biologiques. Les techniques actuelles sont limitées dans leur capacité à opérer à des profondeurs supérieures à une fraction de millimètre au sein des tissus. Le projet DEEP, financé par l’UE, veut développer une méthode non invasive pour concentrer la lumière à l’intérieur des tissus à une profondeur d’un millimètre ou plus, en temps réel, tout en maintenant un confinement spatial subcellulaire. En exploitant la pénétration profonde des ultrasons et leur capacité à modifier localement les propriétés optiques d’un échantillon, le système générera des endoscopes virtuels in situ qui agiront comme des lentilles optiques ou des guides d’ondes intégrés à l’intérieur des tissus vivants, redirigeant ainsi la lumière plus en profondeur.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITAT DE BARCELONA
Contribution nette de l'UE
€ 1 862 462,00
Adresse
GRAN VIA DE LES CORTS CATALANES 585
08007 Barcelona
Espagne
Région
Este Cataluña Barcelona
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 862 462,00

Bénéficiaires (1)