You are more transparent than you think - Sajan Saini

Tradutor: Maurício Kakuei Tanaka Revisor: Leonardo Silva

It’s an increasingly common sight in hospitals around the world:

É uma visão cada vez mais comum em hospitais em todo o mundo:

a nurse measures our height, weight, blood pressure,

uma enfermeira mede nossa altura, nosso peso, nossa pressão arterial,

and attaches a glowing plastic clip to our finger.

e prende um clipe de plástico brilhante ao nosso dedo.

Suddenly, a digital screen reads out the oxygen level in our bloodstream.

De repente, uma tela digital lê o nível de oxigênio em nossa corrente sanguínea.

How did that happen?

Como isso aconteceu?

How can a plastic clip learn something about our blood…

Como um clipe de plástico pode descobrir algo sobre nosso sangue

without a blood sample?

sem uma amostra de sangue?

Here’s the trick:

Eis o truque:

our bodies are translucent,

nosso corpo é translúcido,

meaning they don’t completely block and reflect light.

o que significa que ele não bloqueia nem reflete a luz totalmente.

Rather, they allow some light to actually pass through our skin,

Em vez disso, permite que um pouco de luz passe através de nossa pele,

muscles, and blood vessels.

nossos músculos e vasos sanguíneos.

Don’t believe it?

Não acredita nisso?

Hold a flashlight to your thumb.

Aproxime uma lanterna do seu polegar.

Light, it turns out, can help probe the insides of our bodies.

A luz, ao que parece, pode ajudar a investigar o interior de nosso corpo.

Consider that medical fingerclip—

Considere esse clipe de dedo médico,

it’s called a pulse oximeter.

chamado de oxímetro de pulso.

When you inhale, your lungs transfer oxygen into hemoglobin molecules,

Quando você inala, seus pulmões transferem oxigênio para as moléculas de hemoglobina,

and the pulse oximeter measures the ratio of oxygenated to oxygen-free hemoglobin.

e o oxímetro de pulso mede a proporção

de hemoglobina oxigenada para hemoglobina livre de oxigênio.

It does this by using a tiny red LED light on one side of the fingerclip,

Ele faz isso usando uma minúscula luz de LED vermelha em um lado do clipe

and a small light detector on the other.

e um pequeno detector de luz no outro.

When the LED shines into your finger,

Quando o LED brilha em seu dedo,

oxygen-free hemoglobin in your blood vessels absorbs the red light

a hemoglobina livre de oxigênio em seus vasos sanguíneos

absorve a luz vermelha com mais força do que a equivalente oxigenada.

more strongly than its oxygenated counterpart.

So the amount of light that makes it out the other side

Assim, a quantidade de luz que se pode ver do outro lado

depends on the concentration ratio of the two types of hemoglobin.

depende da razão de concentração dos dois tipos de hemoglobina.

But any two patients will have different-sized blood vessels in their fingers.

Mas quaisquer dois pacientes

terão vasos sanguíneos de tamanhos diferentes nos dedos.

For one patient, a saturation reading of ninety-five percent

Para um paciente, uma leitura de saturação de 95%

corresponds to a healthy oxygen level,

corresponde a um nível de oxigênio saudável,

but for another with smaller arteries,

mas, para outro com artérias menores,

the same reading could dangerously misrepresent the actual oxygen level.

a mesma leitura poderia deturpar perigosamente o nível real de oxigênio.

This can be accounted for with a second infrared wavelength LED.

Isso pode ser explicado com um segundo LED de comprimento de onda infravermelho.

Light comes in a vast spectrum of wavelengths,

A luz vem em um vasto espectro de comprimentos de onda,

and infrared light lies just beyond the visible colors.

e a luz infravermelha fica logo além das cores visíveis.

All molecules, including hemoglobin,

Todas as moléculas, inclusive a hemoglobina,

absorb light at different efficiencies across this spectrum.

absorvem a luz em rendimentos diferentes em todo esse espectro.

So contrasting the absorbance of red to infrared light

Assim, o contraste da absorvência do vermelho com a luz infravermelha

provides a chemical fingerprint to eliminate the blood vessel size effect.

fornece uma impressão digital química

para eliminar o efeito do tamanho dos vasos sanguíneos.

Today, an emerging medical sensor industry is exploring all-new degrees

Hoje, uma indústria emergente de sensores médicos

está explorando todos os novos graus

of precision chemical fingerprinting,

de impressão digital química de precisão,

using tiny light-manipulating devices no larger than a tenth of a millimeter.

usando dispositivos minúsculos de manipulação de luz

de até um décimo de milímetro.

This microscopic technology,

Essa tecnologia microscópica,

called integrated photonics,

chamada de fotônica integrada,

is made from wires of silicon that guide light—

é feita de fios de silício que guiam a luz,

like water in a pipe—

como água em um cano,

to redirect, reshape, even temporarily trap it.

para redirecionar, remodelar e até mesmo prendê-la temporariamente.

A ring resonator device, which is a circular wire of silicon,

Um dispositivo ressonador em anel, que é um fio circular de silício,

is a light trapper that enhances chemical fingerprinting.

é um caçador de luz que melhora a impressão digital química.

When placed close to a silicon wire,

Quando colocado próximo a um fio de silício,

a ring siphons off and temporarily stores only certain waves of light—

um anel retira e armazena temporariamente apenas certas ondas de luz,

those whose periodic wavelength fits a whole number of times

aquelas cujo comprimento de onda periódico

se ajusta a um número inteiro de vezes ao longo da circunferência do anel.

along the ring’s circumference.

It’s the same effect at work when we pluck guitar strings.

É o mesmo efeito em movimento quando tocamos as cordas de uma guitarra.

Only certain vibrating patterns dominate a string of a particular length,

Somente certos padrões de vibração dominam uma corda de um comprimento específico,

to give a fundamental note and its overtones.

para dar uma nota fundamental e os sobretons dela.

Ring resonators were originally designed

Os ressonadores em anel foram originalmente projetados

to efficiently route different wavelengths of light—

para guiar de forma eficiente comprimentos de onda de luz diferentes,

each a channel of digital data—

cada um deles um canal de dados digitais,

in fiber optics communication networks.

em redes de comunicação por fibra ótica.

But some day this kind of data traffic routing

Mas, algum dia, esse tipo de roteamento de tráfego de dados

may be adapted for miniature chemical fingerprinting labs,

pode ser adaptado

para laboratórios em miniatura de impressão digital química,

on chips the size of a penny.

em chips do tamanho de um centavo.

These future labs-on-a-chip may easily, rapidly,

Esses futuros "laboratórios em um chip"

podem, de modo fácil, rápido e não invasivo

and non-invasively detect a host of illnesses,

detectar uma série de doenças,

by analyzing human saliva or sweat in a doctor’s office

analisando saliva ou suor humanos em um consultório médico

or the convenience of our homes.

ou na conveniência de nosso lar.

Human saliva in particular

A saliva humana, em particular,

mirrors the composition of our bodies’ proteins and hormones,

reflete a composição das proteínas e dos hormônios de nosso corpo

and can give early-warning signals for certain cancers

e pode fornecer sinais de alerta precoce para certos tipos de câncer

and infectious and autoimmune diseases.

e doenças infecciosas e autoimunes.

To accurately identify an illness,

Para identificar com precisão uma doença,

labs-on-a-chip may rely on several methods,

os laboratórios em um chip podem contar com vários métodos,

including chemical fingerprinting,

inclusive impressão digital química,

to sift through the large mix of trace substances in a sample of spit.

para filtrar a grande mistura de substâncias em uma amostra de saliva.

Various biomolecules in saliva absorb light at the same wavelength—

Várias biomoléculas na saliva absorvem luz no mesmo comprimento de onda,

but each has a distinct chemical fingerprint.

mas cada uma tem uma impressão digital química distinta.

In a lab-on-a-chip, after the light passes through a saliva sample,

Num laboratório em um chip, depois que a luz passa por uma amostra de saliva,

a host of fine-tuned rings

uma série de anéis sintonizados

may each siphon off a slightly different wavelength of light

pode, cada um, retirar um comprimento de onda de luz um pouco diferente

and send it to a partner light detector.

e enviá-lo a um detector de luz parceiro.

Together, this bank of detectors will resolve

Juntos, esse banco de detectores resolverá

the cumulative chemical fingerprint of the sample.

a impressão digital química cumulativa da amostra.

From this information, a tiny on-chip computer,

A partir dessa informação, um minúsculo computador no chip,

containing a library of chemical fingerprints for different molecules,

contendo uma biblioteca de impressões digitais químicas

para moléculas diferentes,

may figure out their relative concentrations,

pode descobrir suas concentrações relativas

and help diagnose a specific illness.

e ajudar a diagnosticar uma doença específica.

From globe-trotting communications to labs-on-a-chip,

De comunicações que percorrem o mundo a laboratórios em um chip,

humankind has repurposed light to both carry and extract information.

a humanidade adaptou a luz para carregar e extrair informação.

Its ability to illuminate continues to astonish us with new discoveries.

Sua capacidade de iluminar continua a nos surpreender com novas descobertas.