Ultrasonido no lineal podría dar a agujas médicas nuevas funciones mejoradas en cirugías mínimamente invasivas

El diagnóstico de enfermedades como el cáncer casi siempre necesita una biopsia, un procedimiento en el que un médico extrae un trozo de tejido sospechoso del cuerpo para examinarlo, generalmente bajo un microscopio. Muchas áreas de la medicina de diagnóstico, especialmente el tratamiento del cáncer, han visto grandes avances en la tecnología, con la secuenciación genética, la biología molecular y la inteligencia artificial que aumentan rápidamente la capacidad de los médicos para determinar qué le pasa a un paciente. Sin embargo, la tecnología de las agujas médicas no ha cambiado drásticamente en 150 años y, en el contexto del tratamiento del cáncer, las agujas tienen dificultades para proporcionar muestras de tejido adecuadas para las nuevas técnicas de diagnóstico. Previamente, los investigadores habían demostrado que modificar la aguja de biopsia para que vibre rápidamente a 30.000 veces por segundo no solo proporciona datos suficientes para las necesidades de diagnóstico del siglo XXI, sino que también es potencialmente menos doloroso y menos traumático para los pacientes. Ahora, una nueva investigación explora si se puede usar el ultrasonido no lineal para superar las limitaciones de las agujas médicas que se usan actualmente, como el dolor que experimentan los pacientes, la imprecisión y la calidad variable de las muestras de biopsia con aguja.

Utilizando modelos informáticos y estudios experimentales, los investigadores de la Universidad Aalto (Espoo, Finlandia) pudieron demostrar que las oscilaciones de la aguja provocaban una serie de fenómenos acústicos no lineales. Estos incluyen la cavitación, la expansión repentina y colapso de las burbujas de aire; la formación de flujos de fluidos impulsados acústicamente; fuerza de radiación acústica, la fuerza ejercida por una onda ultrasónica sobre un objeto; y la formación de microgotas.

Imagen: Un estudio analiza cómo se puede usar ultrasonido no lineal para crear vibraciones en una aguja médica ordinaria (Fotografía cortesía de la Universidad Aalto)

“En este estudio, usamos agujas para generar movimientos transversales a 30 kHz. Esto permite que la energía acústica se amplifique hacia la punta de la aguja, exactamente donde se necesita el efecto. Esta energía de ultrasonido localizada se puede utilizar en una variedad de aplicaciones, como mejorar la calidad de las muestras de biopsia con aguja”, dijo el profesor Heikki Nieminen, quien dirige el proyecto. "El método investigado tiene el potencial de dar a las agujas médicas convencionales nuevas funciones mejoradas en aplicaciones médicas, no solo en la biopsia con aguja, sino también en la administración de fármacos o genes, la estimulación celular y los procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos".

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