Instrumento compacto de detección fotoacústica mejora diagnóstico biomédico de tejidos

La búsqueda de métodos de diagnóstico precisos y eficientes es una prioridad absoluta en el campo de las ciencias biomédicas en constante evolución. Un desarrollo prometedor en esta área es la técnica fotoacústica (FA). Durante la última década, las imágenes FA han ganado terreno como una modalidad práctica de imágenes en diversos entornos clínicos donde ha demostrado resultados alentadores. Si bien los métodos de diagnóstico tradicionales son invasivos, las imágenes FA ofrecen una alternativa no invasiva para examinar tejidos biológicos. Sin embargo, su amplia aplicación clínica se ha visto obstaculizada por el volumen y el alto costo de las fuentes láser. Ahora, los investigadores han introducido un instrumento de detección FA innovador, compacto y asequible para el diagnóstico biomédico de tejidos. Su estudio de prueba de concepto, que utiliza láseres de diodo rentables, marca un paso significativo hacia la transición de las imágenes FA de la investigación de laboratorio a la aplicación clínica.

Para el estudio, investigadores del IIT Indore (Madhya Pradesh, India) se centraron en la naturaleza compleja del tejido mamario, específicamente los cambios fibroquísticos, que a menudo presentan desafíos de diagnóstico debido a las similitudes con el cáncer de mama. Estos cambios pueden causar dolor en los senos y quistes detectables y se encuentran con frecuencia en el parénquima mamario peritumoral, lo que complica el diagnóstico. Los métodos de diagnóstico tradicionales, como la ecografía y la mamografía, a veces carecen de la precisión necesaria, y la citología por aspiración con aguja fina, una herramienta de diagnóstico común, a menudo requiere procedimientos invasivos adicionales para su confirmación. La técnica FA, que aprovecha diodos láser, genera ondas acústicas que proporcionan información crítica sobre la composición y densidad del tejido.

Imagen: El instrumento de detección de respuesta espectral fotoacústica se basa en diodos láser de bajo costo (Fotografía cortesía de Khan et al., doi 10.1117/1.JBO.29.1.017002)

El novedoso instrumento incorpora múltiples diodos láser en un diseño compacto, junto con una unidad de suministro de corriente pulsada hecha a medida, que produce una excitación FA eficiente con pulsos de 25 nanosegundos a 20 kHz. Los investigadores pudieron distinguir entre tejidos mamarios normales y enfermos analizando los espectros de frecuencia de las señales FA. El análisis de los espectros de frecuencia permitió la evaluación cuantitativa del tejido. Por ejemplo, la enfermedad fibroquística de la mama mostró un pico de frecuencia dominante de alrededor de 1,60 MHz, lo que sugiere una mayor densidad del tejido, mientras que el tejido mamario normal tenía una frecuencia máxima más baja de 0,26 MHz, lo que indica su composición fibrograsa.

Los exámenes histopatológicos confirmaron estas observaciones, alineando las respuestas espectrales con las características del tejido. La configuración experimental diferenció los tipos de tejido en función de parámetros espectrales cuantitativos, lo que mejoró la precisión del diagnóstico y potencialmente simplificó el proceso de muestreo de tejidos mamarios patológicos. El instrumento compacto de detección FA podría surgir como una herramienta prometedora para la práctica clínica, ofreciendo un diagnóstico rápido, confiable y rentable de enfermedades mamarias. Este avance allana el camino para intervenciones oportunas y mejores resultados para los pacientes, revolucionando las prácticas biomédicas con un método de diagnóstico de tejidos rápido y rentable.

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IIT Indore