Nuevo escáner produce imágenes 3D de alta resolución de vasos sanguíneos en segundos
Un grupo de investigadores del University College London (UCL) ha desarrollado un nuevo escáner capaz de generar imágenes tridimensionales (3D) altamente detalladas de arterias y venas a escala milimétrica en solo segundos.
Esta nueva tecnología podría revolucionar la capacidad de los médicos para visualizar y rastrear cambios microvasculares, lo que sería clave para tratar enfermedades como el cáncer, la artritis reumatoide (AR) y la enfermedad vascular periférica (EVP).
La tecnología de imágenes fotoacústicas (PAT)
El escáner se basa en la técnica de imágenes fotoacústicas (PAT), un método que utiliza el efecto fotoacústico.
Este fenómeno ocurre cuando la luz absorbida por un material genera ondas sonoras.
En PAT, un láser emite pulsos de luz hacia los tejidos del cuerpo, y parte de esa luz es absorbida, lo que provoca un aumento localizado de la temperatura.
Este aumento de calor también incrementa la presión, generando ondas ultrasónicas que pueden ser detectadas por sensores especializados.
Esta técnica permite obtener imágenes detalladas de los vasos sanguíneos y del flujo sanguíneo, lo que proporciona información crítica sobre la vasculatura del paciente.
La ventaja principal de PAT es su capacidad para visualizar la estructura vascular sin necesidad de inyectar contrastes, reduciendo así los riesgos y facilitando su uso en pacientes más vulnerables.
Avances en la tecnología de escáneres
El desarrollo de PAT comenzó a principios de la década del 2000, cuando ingenieros de UCL crearon un sensor capaz de detectar ondas ultrasónicas utilizando luz en lugar de señales eléctricas, lo que resultó en imágenes 3D más claras.
Sin embargo, esta tecnología inicial tenía una limitación significativa: la lentitud.
En sus primeras versiones, se necesitaban cinco minutos para generar una imagen, lo cual no era práctico para su uso en seres humanos, donde el movimiento corporal podría afectar la calidad de la imagen.
En su trabajo más reciente, el equipo dirigido por Paul Beard, PhD, profesor de fotoacústica biomédica en UCL, logró reducir los tiempos de escaneo a segundos o incluso fracciones de segundo.
Mientras que los escáneres anteriores solo podían detectar ondas acústicas desde un punto a la vez, el nuevo dispositivo puede capturar señales de múltiples puntos simultáneamente, lo que acelera el proceso sin sacrificar la calidad de la imagen.
Este avance permite visualizar venas y arterias a profundidades de hasta 15 mm en los tejidos humanos, brindando imágenes dinámicas en 3D de eventos hemodinámicos en tiempo real, como la perfusión tisular.
Aplicaciones clínicas potenciales
El equipo de Beard probó el escáner en pacientes con AR, EVP y condiciones inflamatorias de la piel.
Las imágenes generadas permitieron visualizar anormalidades vasculares, como la tortuosidad vascular, característica de la EVP, y la neovascularización asociada a la inflamación en pacientes con AR.
Estas características podrían ser marcadores importantes para seguir el progreso de la enfermedad y guiar las decisiones clínicas.
Los investigadores subrayan que, aunque estos resultados son prometedores, aún se necesitan estudios longitudinales más amplios para comprender cómo estas anomalías vasculares podrían usarse para diagnosticar y seguir enfermedades a lo largo del tiempo.
Imagen de Nature Biomedical Engineering: Paciente 1: (i) Pie derecho no afectado. A la izquierda: imágenes MIP codificadas por profundidad y color en planos x-y y x-z. Abajo, vistas ampliadas en escala de grises: MIP en x-z mostrando la arteria dorsalis pedis (DPA) y MIP en x-y con válvula venosa. (ii) Pie izquierdo afectado. A la derecha: MIPs codificadas por profundidad en x-y y x-z. Vista ampliada en escala de grises mostrando válvula venosa (izquierda) y vaso en sacacorchos (abajo), índice de tortuosidad = 1.37 (medido a lo largo de la línea amarilla discontinua).
Desafíos y perspectivas futuras
Nehal Mehta, MD, profesor de medicina en la Universidad George Washington, destacó la necesidad de realizar más investigaciones para determinar si las anormalidades vasculares detectadas por este escáner son una consecuencia directa de la enfermedad o si simplemente reflejan su progresión.
Hasta que no se cuente con una base de datos extensa que compare escaneos normales y anormales, es difícil sacar conclusiones definitivas sobre el significado de estos hallazgos.
Mehta comparó esta tecnología con la tomografía de coherencia óptica (OCT), una técnica introducida en la década de 1980 que inicialmente se usó para visualizar diferencias entre la vasculatura coronaria normal y las áreas afectadas por infartos de miocardio.
En su opinión, esta nueva tecnología fotoacústica tiene un potencial similar para revolucionar el campo del diagnóstico por imágenes.
Conclusión
La tecnología de imágenes fotoacústicas ha dado un paso significativo hacia la práctica clínica con la creación de un escáner que puede generar imágenes 3D detalladas de vasos sanguíneos en segundos.
Si bien se necesitan más estudios para validar completamente su uso en diferentes enfermedades, este avance podría tener implicaciones importantes en la detección y seguimiento de enfermedades como el cáncer, la AR y la EVP.
A medida que esta tecnología continúe avanzando, su capacidad para ofrecer imágenes rápidas y precisas sin la necesidad de contraste podría hacer que se convierta en una herramienta fundamental en la medicina del futuro.
Para conocer más sobre esta investigación puede visitar Nature Bioimedical Engineering y acceder al artículo completo.
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