Reloj de imágenes fotoacústicas podría permitir diagnóstico preliminar de enfermedades

La imagen fotoacústica es un método sin etiquetas que forma imágenes detectando ondas sonoras causadas por la luz absorbida en pequeños vasos sanguíneos. Esta técnica puede revelar cómo estos vasos cambian debido a diversos problemas de salud. Aunque se utiliza principalmente para la investigación, las imágenes fotoacústicas están comenzando a encontrar aplicación en campos médicos como el diagnóstico del cáncer y las afecciones de la piel. Las imágenes fotoacústicas son muy sensibles a las variaciones hemodinámicas, aunque las dificultades para miniaturizar y optimizar la interfaz de imágenes han obstaculizado el desarrollo de dispositivos fotoacústicos portátiles. Ahora, los investigadores han desarrollado el primer dispositivo portátil fotoacústico adecuado para aplicaciones sanitarias.

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur (Shenzhen, China) han desarrollado un reloj de imágenes fotoacústicas para obtener imágenes de alta resolución de los vasos sanguíneos de la piel. El reloj podría ayudar a monitorear indicadores hemodinámicos vitales, como la frecuencia cardíaca, la presión arterial y la cantidad de oxígeno que hay en la sangre, sin dañar la piel. Para hacer portátil este instrumento típicamente voluminoso, el equipo diseñó un sistema compacto de microscopía fotoacústica de resolución óptica basado en un láser pulsado compacto, una trayectoria de luz estrecha basada en fibra y un sistema electrónico integrado instalado en una mochila que pesa 7 kilogramos. También crearon una interfaz de imágenes miniaturizada tipo reloj con un plano focal ajustable y una pantalla para ver las imágenes en tiempo real.

Este sistema está diseñado para usarse para obtener imágenes incluso cuando la persona que lo usa se mueve. Cuenta con un enfoque láser adaptable necesario para obtener imágenes de estructuras multicapa como la piel. El sistema de imágenes fotoacústicas tiene una resolución lateral de 8,7 µm, que es suficiente para resolver la mayoría de los microvasos de la piel. Tiene un campo de visión máximo de aproximadamente 3 mm de diámetro, que es suficiente para capturar detalles microvasculares. El equipo probó este dispositivo en personas para verificar su enfoque y su capacidad para monitorear los cambios en el flujo sanguíneo durante actividades como caminar o cuando el flujo sanguíneo está bloqueado. Las pruebas confirmaron que el dispositivo es práctico para usarlo mientras se viaja. El equipo ahora pretende hacer el dispositivo aún más pequeño mediante el uso de un láser más pequeño y mejorando su seguridad y resolución temporal. También están trabajando para garantizar la estabilidad de la vía óptica de fibra acoplada durante períodos prolongados y en condiciones más intensas, como correr y saltar. Además, su objetivo es agregar funciones para la evaluación cuantitativa de parámetros adicionales, como los niveles de oxígeno en la sangre y la velocidad del flujo sanguíneo, para ayudar en la detección temprana de enfermedades como el cáncer y las cardiovasculares.

"Los sistemas de imágenes portátiles miniaturizados como el que desarrollamos podrían usarse en centros de salud comunitarios para el diagnóstico preliminar de enfermedades o para el monitoreo a largo plazo de parámetros relacionados con la circulación sanguínea dentro de un entorno hospitalario, ofreciendo información valiosa para informar los tratamientos para diversas enfermedades", dijo el líder del equipo de investigación Lei Xi de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur.

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Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur