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Pittsburgh, Estados Unidos - Septiembre de 2019

Imágenes ópticas asistidas por ultrasonido podrían reemplazar la endoscopia

La técnica utiliza el ultrasonido para tomar imágenes ópticas de los órganos del cuerpo de manera no invasiva y eliminar la necesidad de exámenes endoscópicos.

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Estados Unidos, desarrollaron una novedosa técnica que utiliza el ultrasonido para tomar imágenes ópticas de los órganos del cuerpo de manera no invasiva. El método tiene el potencial de eliminar la necesidad de exámenes visuales con cámaras endoscópicas.

Las imágenes endoscópicas, o cámaras en el extremo de los tubos o alambres del catéter, se implantan por lo general mediante un procedimiento médico o cirugía para llegar a los tejidos profundos; sin embargo, la investigación muestra que se puede usar el ultrasonido para crear una lente virtual dentro del cuerpo, en lugar de implantar una física. Mediante el uso de patrones de ondas ultrasónicas, los investigadores pudieron enfocar la luz de manera efectiva dentro del tejido, lo que les permitió tomar imágenes nunca antes accesibles. Así lo señala una nota de la página Science Daily.

“Ser capaz de transmitir imágenes desde órganos como el cerebro sin la necesidad de insertar componentes ópticos físicos proporcionará una alternativa importante a la implantación de endoscopios invasivos en el cuerpo”, dijo el coautor principal del estudio, Maysam Chamanzar.

“Utilizamos ondas de ultrasonido para esculpir una lente de retransmisión óptica virtual dentro de un medio objetivo dado, por ejemplo, tejido biológico. Por lo tanto, el tejido se convierte en una lente que ayuda a capturar y retransmitir las imágenes de estructuras más profundas. Este método puede revolucionar el campo de las imágenes biomédicas”, explicó.

Las ondas de ultrasonido pueden comprimir, enrarecer o adelgazar, sea cual sea el medio por el que fluyen, el estudio muestra que este efecto de compresión y rarefacción se puede utilizar para esculpir un prisma virtual en el medio objetivo para obtener imágenes ópticas. Esta lente se puede mover sin perturbar el medio solo reconfigurando las ondas de ultrasonido del exterior.

Los investigadores sugieren que a futuro la tecnología podría implementarse en forma de un dispositivo o un parche portátil, dependiendo del órgano que se esté fotografiando. Al colocarlo sobre la piel, el médico podría recibir información óptica desde el interior del tejido para crear imágenes de lo que hay dentro sin muchas molestias y efectos secundarios, destaca la nota.

“Los medios turbios siempre se han considerado obstáculos para las imágenes ópticas, pero se demostró que dichos medios pueden convertirse en aliados para ayudar a que la luz alcance el objetivo deseado. Cuando se activa el ultrasonido con el patrón adecuado, el medio turbio se vuelve transparente de inmediato. Es emocionante pensar en el impacto potencial de este método en una amplia gama de campos, desde aplicaciones biomédicas hasta visión por computador”, afirmó el coautor principal, el estudiante de doctorado Matteo Scopelliti.

El estudio demostró que las propiedades del lente virtual se pueden ajustar cambiando los parámetros de las ondas ultrasónicas, lo que permite a los usuarios enfocar las imágenes y utilizar el método a diferentes profundidades a través del medio. “Lo que distingue este trabajo de los métodos acustoópticos convencionales es que utilizamos el propio medio objetivo, que puede ser tejido biológico, para afectar la luz a medida que se propaga a través del medio, esta interacción in situ brinda oportunidades para contrarrestar las no idealidades que perturban la trayectoria de la luz”, señaló Chamanzar.

Esta técnica tiene muchas aplicaciones clínicas potenciales como el diagnóstico de enfermedades de la piel, el monitoreo de la actividad cerebral y el diagnóstico y la terapia fotodinámica para identificar y atacar tumores malignos. Los investigadores proyectan que esta nueva tecnología de imagen podría aplicarse en contextos biomédicos y clínicos dentro de los próximos cinco años.


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