La tecnologia di imaging THz completamente accoppiata a fibra ottica si avvia verso l'uso clinico. / Fully fibre-coupled THz imaging moves toward clinical use
La tecnologia di imaging THz completamente accoppiata a fibra ottica si avvia verso l'uso clinico. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questo tipo di applicazione. / Fully fibre-coupled THz imaging moves toward clinical use. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this type of application.
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Imaging in vivo in tempo reale della crosta sulla ferita al minimo THz nel dominio del tempo - Mou, S., Stantchev, RI, Saxena, S. et al. Imaging a singolo pixel terahertz accoppiato interamente a fibra ottica per applicazioni biomediche. / In vivo real-time imaging of scab on wound at THz trough in time domain - Mou, S., Stantchev, R.I., Saxena, S. et al. All-fibre-coupled terahertz single-pixel imaging for biomedical applications. Nat Commun 17, 1571 (2026)
Gli scienziati dell'Università di Warwick hanno creato un sistema di imaging a terahertz completamente accoppiato a fibra ottica che aumenta la velocità di acquisizione delle immagini, la risoluzione e la praticità clinica.
Si ritiene che lo studio dimostri come una piattaforma compatta ed ad alta produttività superi gli ostacoli che limitano gli attuali sistemi THz, avvicinando così l'imaging tissutale non invasivo in tempo reale all'uso clinico di routine. Il lavoro è descritto in dettaglio su Nature Communications.
"L'imaging a terahertz ha dimostrato un enorme potenziale per la diagnostica biomedica, ma la sua applicazione in strumenti clinici concreti è stata ostacolata da sistemi ingombranti e velocità di acquisizione lente", ha affermato la professoressa Emma MacPherson del Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick. "Si tratta di una svolta entusiasmante, poiché l'accoppiamento con fibra ottica consente di realizzare un sistema flessibile e compatto, che può quindi funzionare come dispositivo portatile od essere integrato con un robot."
Le onde terahertz non sono ionizzanti e sono altamente sensibili al contenuto di acqua, il che aiuta a rivelare le differenze tra tessuto sano e tessuto malato. Nonostante queste potenzialità, la maggior parte dei sistemi di imaging a terahertz attualmente disponibili sono ingombranti e lenti, limitandone l'utilizzo al di fuori di laboratori specializzati.
Il gruppo di Warwick ha affermato di aver superato questi ostacoli sviluppando un sistema compatto basato su fibra ottica, più veloce e flessibile. Il loro progetto ottimizzato offre immagini a velocità quasi video con una risoluzione spaziale di circa 360 µm, ovvero oltre cinque volte più veloce rispetto agli attuali sistemi avanzati, pur rimanendo compatto ed adattabile.
Nelle dimostrazioni di fattibilità, il sistema ha distinto diversi tipi di tessuto biologico, tra cui grasso e proteine in campioni di suino, ed è stato in grado di acquisire immagini in tempo reale di una ferita sul braccio di un volontario. Il suo progetto compatto consente l'utilizzo diretto sui pazienti, sia come dispositivo portatile che come parte di strumenti chirurgici robotici, aprendo nuove possibilità per una diagnosi rapida e non invasiva.
"Questo progresso avvicina l'imaging a terahertz all'uso clinico quotidiano", ha affermato il professor MacPherson. "Per i pazienti, ciò potrebbe significare risposte più rapide e procedure meno invasive, consentendo ai medici di valutare ferite o lesioni cutanee sospette in tempo reale, senza esposizione a radiazioni ionizzanti, e di prendere decisioni più sicure direttamente sul luogo di cura."
ENGLISH
Warwick University scientists have created a fully fibre coupled terahertz imaging system that boosts imaging speed, resolution, and clinical practicality.
The study is said to demonstrate a high-throughput, compact platform overcomes barriers limiting current THz systems, thereby bringing real-time, non-invasive tissue imaging closer to routine clinical use. The work is detailed in Nature Communications.
“Terahertz imaging has shown immense promise for biomedical diagnostics, but its translation into real-world clinical tools has been hindered by bulky systems and slow acquisition speeds,” said Professor Emma MacPherson, Department of Physics, Warwick University. “It's an exciting breakthrough as the fibre coupling means that the system can be flexible and compact, meaning it can function as a handheld device or be integrated with a robot.”
Terahertz waves are non-ionising and highly sensitive to water content, which helps reveal differences between healthy and diseased tissue. Despite this promise, most existing terahertz imaging systems are bulky and slow, limiting their use outside specialist labs.
The Warwick team said it has overcome these barriers by developing a compact, fibre-based system that is faster and more flexible. Their streamlined design delivers near video-rate imaging with a spatial resolution of around 360µm, which is over five times faster than current advanced systems, while remaining compact and adaptable.
In proof-of-concept demonstrations, the system distinguished between different types of biological tissue, including fat and protein in pig samples, and was able to capture real-time images of a wound on a volunteer’s arm. Its compact design means it could be used directly on patients, either as a handheld device or as part of robotic surgical tools, opening up new possibilities for rapid, non-invasive diagnosis.
“This advance brings terahertz imaging closer to everyday clinical use,” said Professor MacPherson. “For patients, that could mean faster answers and fewer invasive procedures - enabling clinicians to assess wounds or suspicious skin lesions in real time, without exposure to ionising radiation, and to make more confident decisions at the point of care.
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