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En su tesis, el Dr. McAuley evaluó señales de subresolución relacionadas con las propiedades estáticas y dinámicas, estructurales y mecánicas de los tejidos utilizando extensiones vibrométricas, nanosensibles y sintéticas del dominio de Fourier de la OCT. La tesis incluye una fructífera colaboración entre el Laboratorio de Óptica Visual y Biofotónica del IO-CSIC, y el grupo de investigación del Prof. Leahy (TOMI) en la Universidad de Galway, Irlanda, basada en el proyecto europeo H2020 Imcustomeye. Deseamos al Dr. McAuley todo lo mejor en su nuevo puesto como investigador postdoctoral en el grupo de investigación del Prof. N. Uribe-Patarroyo en el Wellman Center for Photomedicine/Harvard Medical School.

Aquí un resumen de su tesis:

Las propiedades estructurales y mecánicas de los tejidos biológicos están íntimamente ligadas al funcionamiento adecuado de los órganos y a la salud de los tejidos. La tomografía de coherencia óptica (OCT) se utiliza ampliamente en el estudio de tejidos humanos, como la córnea, la piel y la membrana timpánica, debido a su impresionante resolución y rango de profundidad. Sin embargo, las enfermedades suelen manifestarse como alteraciones tisulares por debajo del límite de resolución, por lo que la OCT convencional basada en la intensidad tiene una utilidad limitada para la detección o el diagnóstico en fases tempranas. El objetivo de este trabajo es aprovechar las señales de subresolución de la OCT para comprender, detectar y diagnosticar tejidos. Se utilizaron extensiones vibrométricas, nanosensibles y sintéticas del dominio de Fourier de la OCT para acceder a señales de subresolución relacionadas con las propiedades estáticas y dinámicas, estructurales y mecánicas de los tejidos. Los ejemplos de demostración incluyen tejido corneal, piel y esferoides de células madre.

Se midieron con éxito los modos de frecuencia de resonancia vibracional de seis maniquíes corneales y dos córneas de conejo ex vivo con la sonda de vibrometría de coherencia óptica acústica coaxial. Las frecuencias de resonancia de los maniquíes corneales mostraron sensibilidad al grosor, al módulo de Young y a la presión intraocular de los maniquíes. Se observó que las frecuencias de resonancia de las córneas de conejo ex vivo aumentaban con el incremento de la presión intraocular.

Defensa tesis de Ryan McAuley

La periodicidad espacial media de los gránulos de células madre mesenquimales sometidas a diferenciación condrogénica, medida con OCT nanosensible, aumentó entre los días 1 y 4 y posteriormente disminuyó entre los días 4 y 21. Se produjo una disminución neta de la periodicidad espacial media de los gránulos de células madre mesenquimales condrogénicas de los tres donantes durante el periodo de diferenciación de 21 días, en contraste con las células indiferenciadas.

Las imágenes sintéticas de intensidad de OCT de dominio de Fourier de muestras de referencia resolvieron las variaciones armónicas del índice de refracción dentro de pequeñas regiones de las muestras. Se compararon imágenes convencionales y sintéticas de OCT de dominio de Fourier en escala de grises de un portaobjetos de vidrio inclinado, y se observó una mejora de la visibilidad del portaobjetos y de la inclinación. Se tomaron imágenes de diferentes regiones de tejido de piel humana y se observó una diferencia de los perfiles de periodicidad espacial estructural dentro de las regiones más pequeñas. Una comparación entre una imagen OCT nanosensible y mapas de color OCT de dominio de Fourier sintéticos de una rodaja de patata mostró que la resolución espacial del mapa de color OCT de dominio de Fourier sintético era aproximadamente 10 veces superior. La investigación detallada en esta tesis demuestra que la señal de interferencia OCT en bruto manifiesta ricos detalles de subresolución que pueden extraerse para el descubrimiento y diagnóstico de enfermedades y sus mecanismos.

Comunicación IO-CSIC
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