Sonda manual genera imágenes precisas sin necesidad de instrumentos costosos

Una tecnología que alguna vez llenó todo un mesón de un laboratorio ha sido reducida al tamaño de una pantalla de computadora y una sonda pequeña, de aproximadamente el tamaño de una grapadora.

El nuevo dispositivo combina dos técnicas de imagenología: la ecografía y la fotoacústica. El ultrasonido es una tecnología bien aceptada que analiza cómo los pulsos de sonido rebotan en partes internas del cuerpo. Es adecuado para revelar las estructuras anatómicas y es, tal vez lo más familiarmente, utilizado para la imagenología de los fetos en desarrollo en el vientre de una madre. El dispositivo fue descrito el 20 de octubre 2014, en un artículo publicado en la revista de acceso libre de la Sociedad Óptica (OSA) Optics Express.

La fotoacústica es una técnica relativamente nueva de imagenología, que aún se está abriendo paso hacia aplicaciones clínicas generalizadas. En la imagenología fotoacústica, unos pulsos cortos de luz calientan el tejido interno. El ligero cambio de temperatura conduce a una alteración en la presión, que a continuación produce una onda de ultrasonido que puede ser examinada para mostrar datos sobre el funcionamiento interno del cuerpo. Dado que esta técnica produce en última instancia, ondas de ultrasonido, también, la tecnología existente puede ser utilizada para analizar y mostrar las imágenes.

La ventaja de la fotoacústica es que puede revelar información médica importante que otras técnicas de imagenología no pueden, incluyendo la presencia de moléculas tales como la hemoglobina y la melanina y la estructura submilimétrica de los complejos de los vasos sanguíneos que se encuentran varios centímetros debajo de la piel. Cuando se combina con mediciones espectroscópicas, la fotoacústica también puede cuantificar la saturación de oxígeno de la hemoglobina dentro de los vasos únicos, proporcionando información metabólica que podría ser de utilidad para la monitorización de la progresión tumoral.

Sin embargo, a pesar de estos beneficios, el costo y el tamaño de la mayoría de los sistemas fotoacústicas restringen su uso generalizado, de acuerdo con el Dr. Khalid Daoudi, un investigador en el grupo de imagenología fotónica biomédica en la Universidad de Twente (Enschede, Holanda). La mayoría de los sistemas en el mercado requieren láseres costosos y engorrosos que hacen que los sistemas sean inviables para el diagnóstico en los puntos de atención (POC). “Nuestra investigación apunta a romper a través de estos factores obstaculizantes”, dijo el Dr. Daoudi.

El proyecto comenzó como una colaboración entre la Universidad de Twente y tres empresas europeas: Esaote Europa (Maastricht, Holanda), un fabricante de sistemas de diagnóstico médico, Quantel (Newbury, Berkshire, Reino Unido), un fabricante de sistemas de láseres de estado sólido, y Tecnologías SILIOS (Peynier, Francia), un desarrollador de componentes ópticos.

El mayor desarrollo de los investigadores, que les permitió reducir drásticamente el sistema, fue el diseño de un láser ultra-compacto basado en un diodo de láser efectivo y de bajo costo. Al apilar múltiples diodos para elevar la potencia y diseñar cuidadosamente los elementos ópticos para dar forma al rayo láser, los científicos fueron capaces de generar pulsos láser con energías más altas de las que nunca había sido posible lograr antes con una tecnología de diodos.

Los láseres de diodo también pueden proporcionar muchos pulsos láser por segundo, lo que a su vez permite obtener imágenes en tiempo real, otra de las ventajas del nuevo sistema, observó el Dr. Daoudi. Los investigadores evaluaron el desempeño de imagenología del sistema en diferentes tipos de fantasmas y en una articulación de un dedo humano sano. El nuevo sistema de sonda y de imagenología compacto se puede transportar fácilmente entre las habitaciones en un entorno clínico, una característica atractiva para la futura comercialización, informaron los investigadores.

Los investigadores están trabajando ahora con un consorcio europeo de socios industriales y académicos para pasar a la siguiente fase, moviendo la investigación a la comercialización. El sistema actual funciona a una sola longitud de onda en el infrarrojo cercano, pero el equipo de trabajo tiene planes para ampliar el diseño para la imagenología multi-longitud de onda. “Algunas aplicaciones en que se ha pensado son la artritis reumatoide en las articulaciones de los dedos, la oncología, las enfermedades cardiovasculares y las quemaduras por heridas”, dijo el Dr. Daoudi.


Enlaces relacionados:

University of Twente
Esaote Europe
Quantel
SILIOS Technologies