Diseñan tecnología intravascular fotoacústica de imágenes para enfermedades cardíacas

Los investigadores están cerca de llevar al mercado un nuevo tipo de tecnología para imágenes médicas que permitiría detectar enfermedades cardiovasculares mediante la medición de señales de ultrasonido producidas por unas moléculas expuestas a un láser de pulsación rápida.

Este sistema captura imágenes de gran nitidez en tres dimensiones (3-D), de las placas que recubren la pared interna de las arterias e identifica los depósitos propensos a romperse y ocasionar ataques al corazón, según Ji-Xin Cheng, profesor de la Facultad Weldon de ingeniería biomédica y del departamento de química de la Universidad de Purdue (West Lafayette, IN, EUA).

Esta técnica de formación de imágenes revela la presencia de los enlaces carbono-hidrógeno que conforman las moléculas de lípidos presentes en las placas arteriales que producen enfermedades del corazón. Los resultados de la investigación fueron publicados el 29 de octubre de 2014, en la revista Scientific Reports de Nature. “Esto nos permite ver la naturaleza exacta de la formación de placas en las paredes de las arterias de modo que podamos definir si la placa se va a romper”, dijo Michael Sturek, coautor del estudio y profesor y director del departamento de fisiología celular y de la integración de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana (Indianápolis, IN, EUA). “Algunas placas son más peligrosas que otras, pero se necesita conocer la composición química de la pared del vaso sanguíneo para determinar cuáles están en riesgo de ruptura”.

La investigación en esta área se ha visto obstaculizada por la incapacidad para obtener imágenes del tejido con alta velocidad. Los investigadores resolvieron este obstáculo mediante el desarrollo de un láser Raman, el cual es un láser que produce 2.000 pulsos por segundo y cada pulso puede generar una imagen. Esto representa un aumento de 100 veces en la velocidad de formación de imágenes con esta nueva tecnología, llamada formación fotoacústica intravascular de imágenes. “Esta innovación representa un gran paso hacia la aplicación de esta tecnología a la clínica”, dijo el Dr. Cheng.

El estudio fue realizado por investigadores de Purdue, de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, de la Universidad de Indiana de Davis (EUA), de la Universidad de California, Irvine (EUA) y de la nueva compañía Spectral Energy (Dayton, OH EUA). Esta técnica para imágenes funciona “sin marcadores”, lo cual significa que no requiere que las muestras sean marcadas con colorantes, lo cual la hace muy atractiva para las aplicaciones en el diagnóstico.

Esta tecnología está siendo comercializada por la empresa Vibronix, Inc. (West Lafayette, IN, EUA). El láser, que vibra en el rango del espectro del infrarrojo cercano, hace que el tejido se caliente y se expanda localmente, generando ondas de presión con una frecuencia de ultrasonido, el cual se puede capturar con un dispositivo llamado transductor.

El sistema es lo suficientemente pequeño para ser integrado a un endoscopio que se puede colocar en los vasos sanguíneos utilizando un catéter, según el Dr. Cheng. El láser de infrarrojo cercano provoca un calentamiento suficiente para generar ultrasonidos pero no tan grande como para dañar los tejidos. La investigación se realizó con tejidos de cerdo intactos y se expandirá a la investigación con animales vivos y luego a estudios clínicos con humanos.

Enlaces relacionados:

Purdue University

Indiana University School of Medicine

University of California, Davis

University of California, Irvine

Spectral Energy

Vibronix