Sistema de imagen bioinspirado identifica ganglios linfáticos cancerosos de forma intraoperatoria

Las herramientas intraoperatorias existentes localizan el drenaje linfático, pero a menudo no permiten detectar la metástasis ganglionar en tiempo real. Por consiguiente, los cirujanos pueden administrar un tratamiento excesivo o insuficiente, o requerir una segunda intervención. Para abordar este problema, los investigadores han desarrollado un sistema de imagen bioinspirado que captura señales ultravioleta, visible e infrarroja cercana en un solo chip para la evaluación intraoperatoria de los ganglios linfáticos.

Desarrollada en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, esta cámara de un solo chip captura simultáneamente imágenes ultravioleta, visible e infrarroja cercana. El diseño se inspira en la capacidad del camarón mantis para separar distintas longitudes de onda de la luz dentro de un sistema visual compacto. A diferencia de los humanos, limitados a la luz visible, el camarón mantis puede detectar longitudes de onda ultravioleta, visibles y parte del infrarrojo cercano gracias a filas apiladas de fotorreceptores, cada una ajustada a una región distinta del espectro.

El dispositivo está diseñado para ayudar a los cirujanos a identificar los ganglios linfáticos asociados a un tumor y evaluar la propagación del cáncer durante los procedimientos. Integra filtros ópticos a nivel de píxel con capas de detección de luz apiladas, de modo que cada banda espectral se registra de forma independiente en un solo chip. Una lente basada en espejos mantiene el enfoque en todo el rango de longitudes de onda y un software reconstruye las imágenes corregistradas. La imagen en el infrarrojo cercano detecta el verde de indocianina para localizar los ganglios linfáticos, las señales ultravioleta capturan la autofluorescencia del tejido para sugerir malignidad sin necesidad de marcadores específicos, y la luz visible proporciona el contexto anatómico estándar.

El sistema se sometió a pruebas por etapas que comenzaron con demostraciones controladas en laboratorio y muestras de células cancerosas, para luego pasar a muestras de cáncer de mama recién extirpadas. La evaluación abarcó 94 ganglios linfáticos de 33 pacientes y comparó las valoraciones ultravioleta con la patología estándar realizada por patólogos que no vieron los resultados ultravioleta. La lectura ultravioleta alcanzó una sensibilidad del 97 % y una especificidad del 89 %, mientras que la imagen de infrarrojo cercano localizó los ganglios de forma fiable.

La investigación se publicará en Optica en 2026 y describe los próximos pasos para su uso en quirófanos. Entre las prioridades se incluyen estudios con pacientes más numerosos y diversos, la mejora de la sensibilidad y la velocidad de la luz ultravioleta, y el desarrollo de un procesamiento en tiempo real adecuado para flujos de trabajo quirúrgicos estériles. El equipo también planea examinar afecciones como la inflamación o la fibrosis, que pueden simular el cáncer, y perfeccionar el hardware para mayor comodidad y seguridad clínica.

“Si las pruebas futuras resultan exitosas, este sistema podría ayudar a los pacientes a recibir una cirugía más precisa. Más allá del cáncer de mama, este método podría ser útil en otros tipos de cáncer donde el estado de los ganglios linfáticos es importante o en cualquier caso donde una evaluación rápida y sin marcadores del tejido pueda ser útil durante la cirugía o el análisis patológico”, afirmó Viktor Gruev, líder del equipo de investigación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

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Universidad de Illinois en Urbana-Champaign