Alcuni anni fa, Edoardo Charbon, un professore dell'EPFL e capo dell'Advanced Quantum Architecture Laboratory, svelato un nuovo, telecamera ad altissima potenza denominata Swiss SPAD2. Il suo dispositivo è stato il primo a essere in grado di catturare e contare la più piccola forma di particella di luce:il fotone. Può anche generare immagini 3D e calcolare la profondità di campo misurando il tempo impiegato da un fotone per viaggiare dalla fotocamera a un oggetto.

Da allora, Charbon ha ulteriormente perfezionato la sua invenzione. Lo ha inviato a un collega del Dartmouth College nel New Hampshire in modo che potessero lavorare insieme sulla tecnologia. Unendo i loro sforzi, hanno potuto fotografare, identificare e localizzare i tumori nei tessuti umani.

Il loro metodo prevede la proiezione di luce rossa su un'area di tessuto malato con un laser mentre la fotocamera scatta contemporaneamente un'immagine dell'area. "Il rosso è un colore che può penetrare in profondità nei tessuti umani, " dice Charbon. Il tessuto viene anche iniettato con un agente di contrasto fluorescente che si attacca solo alle cellule tumorali.

Un ritardo di meno di un nanosecondo

Quando le particelle di luce rossa raggiungono un tumore, si comportano in modo leggermente diverso da quando passano attraverso i tessuti sani. Più specificamente, impiegano più tempo per tornare al punto da cui sono stati inviati. Ed è questa differenza di tempo che fornisce agli scienziati le informazioni di cui hanno bisogno per ricostruire il tumore. "Il ritardo è inferiore a un nanosecondo, ma è sufficiente per noi essere in grado di generare un'immagine 2D o 3D, " dice Charbon. Grazie a questo approccio, il loro nuovo sistema può identificare con precisione la forma di un tumore, compreso il suo spessore, e localizzarlo all'interno del corpo di un paziente. Il ritardo è dovuto al fatto che quando la luce rossa entra in contatto con un tumore, perde parte della sua energia. "Più in profondità in un tumore viaggia la luce, più tempo ci vorrà per tornare. Questo ci permette di costruire un'immagine in tre dimensioni, " dice Charbon. Fino ad ora, gli scienziati hanno dovuto scegliere tra identificare la profondità di un tumore o la sua posizione. Ma con questa nuova tecnologia, possono avere entrambi.

Oggi, i chirurghi possono utilizzare la risonanza magnetica per individuare un tumore, ma il compito diventa molto più difficile una volta che sono in sala operatoria. La tecnologia di Charbon mira ad aiutare i chirurghi nel delicato compito di rimuovere un tumore. "Le immagini generate dal nostro sistema consentiranno loro di assicurarsi di aver rimosso tutto il tessuto canceroso e che non rimangano piccoli pezzi, "dice Claudio Bruschini, uno scienziato nel laboratorio di Charbon. La ricerca è stata recentemente pubblicata su ottica e potrebbe essere utilizzato anche nell'imaging medico, microscopia e metrologia.