Una técnica híbrida de luz rastrea el flujo sanguíneo profundo en el interior de tejidos vivos
Investigadores del ICTER combinan interferometría y cámaras de alta velocidad para distinguir los vasos superficiales de la circulación cerebral.
Traducido automáticamente del original en inglés Leer el original
Los sensores ópticos colocados contra la piel humana a menudo tienen dificultades para separar el flujo sanguíneo superficial de la circulación en órganos más profundos. Para superar esta limitación, investigadores del International Centre for Translational Eye Research han desarrollado un sistema óptico híbrido de infrarrojo cercano que aísla las señales de las capas de tejido más profundas. Esta innovación en dispositivos médicos, probada en voluntarios humanos, ofrece una forma no invasiva de seguir la dinámica sanguínea sin intervención quirúrgica.
Resolver el rompecabezas de la profundidad en la monitorización óptica de tejidos
Cuando los clínicos iluminan la frente para monitorizar la circulación cerebral, la señal que regresa está contaminada por la sangre que circula por el cuero cabelludo. La espectroscopía de infrarrojo cercano interferométrica convencional puede distinguir señales en función del tiempo que la luz tarda en atravesar el tejido, pero recoge muy pocos fotones, según informa MedicalXpress. La detección estándar basada en cámara capta mucha más luz, pero no conserva la información de tiempo de vuelo cuando el tejido vivo cambia rápidamente. Para fusionar las ventajas de ambos enfoques, Marcin Marzejon y Dawid Borycki construyeron un instrumento óptico híbrido, una innovación que combina la interferometría láser con la detección por cámara.
«El tiempo de vuelo nos ayuda a seleccionar la luz con una mayor contribución de los tejidos profundos. Cuando combinamos esta información con los cambios causados por el movimiento de las células sanguíneas, podemos distinguir mejor las señales de la circulación superficial del flujo sanguíneo en tejidos más profundos.»
— Dawid Borycki, líder del grupo PICO en ICTER
Seguir patrones de moteado con luz láser de 780 nanómetros
El sistema utiliza un láser que opera a una longitud de onda de aproximadamente 780 nm en el rango del infrarrojo cercano, dividido en trayectorias de medición complementarias alimentadas por una única fuente de luz. A medida que el haz atraviesa el tejido biológico, se dispersa repetidamente y forma sobre el sensor una distribución granular de puntos claros y oscuros denominada patrón de moteado. Los glóbulos rojos en movimiento alteran este patrón con el tiempo, lo que permite al software calcular un índice de flujo sanguíneo que refleja la velocidad circulatoria, según MedicalXpress. Los fotones que recorren trayectorias más largas a través de estructuras profundas llegan más tarde al detector, lo que permite al montaje prototipo diferenciar las respuestas fisiológicas profundas del flujo superficial de la piel.
Validar la sensibilidad en profundidad en antebrazos y frentes
Los investigadores demostraron la técnica en dos hombres sanos de 33 y 43 años, colocando fibras ópticas a 1 cm de distancia sobre la piel durante pruebas registradas en ensayos de un segundo. En un experimento en el antebrazo, el inflado de un manguito de presión arterial detuvo el flujo sanguíneo y ralentizó los cambios de moteado, seguido de un aumento inmediato por encima del valor basal una vez liberada la presión, según detalla MedicalXpress. En esa fase de hiperemia reactiva, los fotones de llegada tardía mostraron un aumento de la señal mucho más fuerte que los fotones de llegada temprana. Una prueba separada con una cinta elástica en la frente confirmó que la luz de llegada tardía mostraba una respuesta más débil a la compresión superficial del cuero cabelludo, lo que verificaba su sensibilidad a las capas más profundas y subrayaba el potencial clínico de la invención.
Lea también en The Patent: Descifrar la seda de araña para convertir proteína líquida en fibras sólidas · Un mapa de la NASA identifica 13 posibles orígenes marcianos del meteorito Teghaza 001
