Un avance en imágenes médicas revolucionará el diagnóstico del cáncer y la artritis
Actualizado el 18 Oct 2024
La tomografía fotoacústica (PAT) utiliza ondas de ultrasonido generadas por láser para detectar cambios sutiles en venas y arterias pequeñas, típicamente de menos de un milímetro de tamaño y hasta 15 mm de profundidad en tejidos humanos. Sin embargo, la tecnología tradicional de PAT ha sido demasiado lenta para producir imágenes 3D de alta calidad, adecuadas para el uso clínico. Durante una tomografía fotoacústica, los pacientes deben permanecer completamente inmóviles y cualquier movimiento durante la exploración lenta puede desenfocar las imágenes, lo que reduce su valor clínico. Ahora, se ha desarrollado un nuevo escáner portátil que puede generar imágenes fotoacústicas 3D altamente detalladas en solo unos segundos. Este avance abre la puerta al uso de PAT en entornos clínicos por primera vez, lo que potencialmente permite un diagnóstico más temprano de enfermedades. Los escáneres PAT convencionales tardan más de cinco minutos en capturar una imagen. Al reducir el tiempo de escaneo a unos pocos segundos, la nueva tecnología mejora la calidad de la imagen y hace que el proceso sea mucho más práctico para pacientes frágiles o enfermos.
En el estudio, publicado en la revista Nature Biomedical Engineering, el equipo de investigación del University College London (Londres, Reino Unido) demostró que su nueva tecnología puede realizar escaneos de imágenes por tomografía fotoacústica (PAT) en tiempo real. Esto proporciona a los médicos imágenes precisas y detalladas de los vasos sanguíneos, mejorando así la atención al paciente. El equipo sugiere que, a la espera de más pruebas, el escáner podría ayudar a diagnosticar enfermedades como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y la artritis en un plazo de tres a cinco años. El principal avance de este estudio es la drástica reducción del tiempo de obtención de imágenes, que es entre 100 y 1.000 veces más rápido que los escáneres PAT anteriores. Esta velocidad evita el desenfoque inducido por el movimiento, permitiendo la producción de imágenes altamente detalladas con una calidad incomparable a la de otros escáneres. La capacidad de adquirir imágenes en tiempo real también permite observar eventos fisiológicos dinámicos. Estos avances hacen que el sistema sea adecuado para el uso clínico, permitiendo a los médicos examinar aspectos de la biología y las enfermedades humanas que antes eran inaccesibles.
Una de las posibles aplicaciones clave del nuevo escáner es la evaluación de la artritis inflamatoria, que requiere escanear las 20 articulaciones de los dedos de ambas manos. El nuevo escáner puede realizar esta tarea en apenas unos minutos, en comparación con casi una hora con los escáneres PAT más antiguos, un marco de tiempo poco práctico para pacientes ancianos o frágiles. Durante las pruebas preclínicas, el equipo utilizó el escáner en 10 pacientes con diabetes tipo 2, artritis reumatoide o cáncer de mama, así como en siete voluntarios sanos. En tres pacientes con diabetes tipo 2, el escáner produjo imágenes 3D detalladas de la microvasculatura en sus pies, revelando deformidades y cambios estructurales en los vasos. El escáner también se utilizó para visualizar la inflamación de la piel relacionada con el cáncer de mama.
En el caso de enfermedades como la enfermedad vascular periférica (EVP), una complicación relacionada con la diabetes, los cambios tempranos en los vasos sanguíneos pequeños a menudo son invisibles con técnicas de imagen convencionales como la resonancia magnética (RM). Sin embargo, la PAT puede detectar estos signos tempranos, lo que ofrece la posibilidad de un tratamiento más temprano para prevenir daños en los tejidos, mala cicatrización de heridas y la necesidad de amputaciones. La EVP afecta a más de 25 millones de personas en los Estados Unidos y Europa. De manera similar, en los casos de cáncer, los tumores a menudo tienen una densa red de pequeños vasos sanguíneos que son demasiado pequeños para detectarse con otros métodos de imagen. La PAT podría utilizarse para detectar tumores y controlar su desarrollo de forma más eficaz. También puede ayudar a los cirujanos a distinguir el tejido tumoral del tejido sano al visualizar los vasos sanguíneos del tumor, lo que ayuda a garantizar la eliminación completa durante la cirugía y reduce el riesgo de recurrencia. Una ventaja clave de la tecnología PAT es su sensibilidad a la hemoglobina, una molécula que absorbe luz y produce ondas de ultrasonido, lo que la hace especialmente efectiva para detectar vasos sanguíneos.
“Una de las complicaciones que suelen sufrir las personas con diabetes es la baja circulación sanguínea en las extremidades, como los pies y las piernas, debido al daño en los pequeños vasos sanguíneos en esas áreas. Pero hasta ahora no hemos podido ver exactamente qué está ocurriendo para causar este daño ni caracterizar cómo se desarrolla”, dijo Andrew Plumb, profesor asociado de Imagen Médica en la UCL y radiólogo consultor en la UCLH y autor principal del estudio. “En uno de nuestros pacientes, pudimos ver vasos lisos y uniformes en el pie izquierdo y vasos deformados y retorcidos en la misma región del pie derecho, lo que indica problemas que podrían llevar a daño tisular en el futuro. La imagen fotoacústica podría proporcionarnos información mucho más detallada para facilitar el diagnóstico temprano, así como para comprender mejor la progresión de la enfermedad de forma más general”.
