Técnica de imágenes por ultrasonido ultrarrápida captura 1.000 imágenes por segundo

El papel fundamental del riñón en la filtración de desechos y el exceso de sustancias del torrente sanguíneo puede verse gravemente afectado por afecciones como la hipertensión y la diabetes, lo que podría provocar insuficiencia renal. Esta condición irreversible requiere un tratamiento de por vida mediante hemodiálisis artificial o trasplante de riñón. La conexión directa entre la perfusión sanguínea en los riñones y su función de filtración hace que las imágenes microvasculares sean una herramienta crucial tanto para la prevención como para el tratamiento de la insuficiencia renal.

Las técnicas de imagen contemporáneas, como la tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética (RMN), enfrentan desafíos para capturar con precisión las estructuras vasculares finas. Esto se debe a sus limitaciones inherentes en resolución y sensibilidad. Además, en pacientes con enfermedad renal, el uso de agentes de contraste en estos métodos es limitado debido al riesgo de efectos secundarios potencialmente fatales. Por otro lado, la ecografía, conocida por su seguridad incluso en la monitorización fetal, utiliza el efecto Doppler para medir la velocidad y dirección del flujo sanguíneo en tiempo real sin necesidad de agentes de contraste. Sin embargo, las velocidades tradicionales de obtención de imágenes por ultrasonido no son suficientes para capturar los vasos sanguíneos finos con la sensibilidad necesaria.

Imagen: Cambios vasculares en la insuficiencia renal aguda y diabética (Fotografía cortesía de POSTECH)

Un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH, Pohang, Corea del Sur) ha logrado avances significativos en la sensibilidad microvascular. Lo han logrado empleando técnicas de adquisición de ultrasonido ultrarrápidas que capturan imágenes a 1.000 fotogramas por segundo, más de 100 veces más rápido que los métodos de ultrasonido convencionales. Este avance les permitió obtener imágenes de la microvasculatura tridimensional de los riñones sin necesidad de agentes de contraste. En una hazaña pionera, lograron obtener imágenes de toda la red vascular tridimensional de la arteria y vena renales y de las diminutas arterias y venas interlobulares de 167 μm (micrómetros) de espesor en la corteza renal.

Además, el equipo realizó una observación continua de los cambios vasculares renales en un modelo animal con insuficiencia renal inducida. A través de este, realizaron un análisis multivariado utilizando diversos indicadores hemodinámicos y morfológicos vasculares. Sus hallazgos revelaron una disminución significativa en el flujo sanguíneo renal durante la insuficiencia renal aguda. En los casos de nefropatía diabética, observaron degeneración vascular crónica en los riñones, caracterizada por distorsión vascular. Esta innovadora técnica de obtención de imágenes promete revolucionar el seguimiento y el tratamiento de las enfermedades renales.

"El sistema nos permite comprender la fisiopatología de las enfermedades que conducen a la insuficiencia renal, lo que permite observar los cambios vasculares antes y después del trasplante de riñón", afirmó el profesor Chulhong Kim. "Tiene un potencial significativo para ser utilizado para estudiar la circulación sanguínea y el deterioro funcional en varios órganos, incluidos el sistema digestivo, el sistema circulatorio y el sistema nervioso cerebral".

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POSTECH