Las intervenciones mínimamente invasivas guiadas por la imagen se están desarrollando cada vez más para fines de diagnósticos y / o tratamientos, desde la endomicroscopía óptica o la endoscopia en cápsula hasta el uso de procedimientos quirúrgicos guiados robóticamente. Para muchas aplicaciones es altamente deseable determinar la localización precisa del dispositivo médico, especialmente cuando el tamaño del tejido implicado es muy pequeño y está más lejos de la visualización directa a ojo desnudo.
El uso de luz para facilitar la localización precisa de un dispositivo médico de imagen ya se aplica en muchas técnicas de imagen, por ejemplo, los endoscopios convencionales guían hasta regiones particulares de los órganos internos usando un mecanismo de dirección, un conocimiento experto de anatomía y una confirmación visual de colocación correcta. Con el advenimiento y el aumento del uso de la endomicroscopía óptica miniaturizada y la detección en el interior del cuerpo humano, ahora es posible acceder a las regiones anatómicas tradicionalmente fuera del alcance de los endoscopios estándar.
En la actualidad, estos dispositivos de fibra óptica son a menudo simplemente guiados fuera del canal de trabajo (por ejemplo, broncoscopio), o insertados sin el uso de ninguna guía visual directa. En estos escenarios, la localización final de la punta distal del endomicroscopio óptico, se calcula a partir del conocimiento de la posición del final del alcance, la experiencia (por el clínico) y la naturaleza de las estructuras visibles en el campo de visión limitado de la fibra.
Los científicos han desarrollado una cámara que puede ver a través del cuerpo humano. La cámara está diseñada para ayudar a los médicos a seguir las herramientas médicas conocidas como endoscopios que se utilizan para investigar una serie de condiciones internas.
El nuevo dispositivo es capaz de detectar fuentes de luz dentro del cuerpo, tales como la punta iluminada del tubo flexible largo del endoscopio.
Detección mediante la luz
Hasta ahora, no ha sido posible rastrear dónde se encuentra un endoscopio en el cuerpo para guiarlo al lugar correcto sin utilizar rayos X u otros métodos caros e invasivos.
La luz del endoscopio puede pasar a través del cuerpo, pero suele dispersarse o rebotar fuera de los tejidos y órganos en lugar de viajar directamente a través de ellos.
Esto hace casi imposible obtener una imagen clara de dónde está el endoscopio.
La nueva cámara aprovecha la tecnología avanzada que puede detectar partículas individuales de luz, llamadas fotones.
Los expertos han integrado miles de detectores de un solo fotón en un chip de silicio, similar al que se encuentra en una cámara digital.
La tecnología es tan sensible que puede detectar los diminutos rastros de luz que pasan a través del tejido del cuerpo desde la luz del endoscopio.
También puede registrar el tiempo que tarda la luz en pasar a través del cuerpo, permitiendo que el dispositivo también detecte la luz dispersa.
Teniendo en cuenta tanto la luz dispersa y la luz que viaja directamente a la cámara, el dispositivo es capaz de determinar exactamente donde se encuentra el endoscopio en el interior del cuerpo.
«La capacidad de ver la ubicación de un dispositivo es crucial para muchas aplicaciones en la asistencia sanitaria, a medida que avanzamos con enfoques mínimamente invasivos para tratar la enfermedad», dice Kev Dhaliwal.
Las primeras pruebas han demostrado que el prototipo del dispositivo puede rastrear la ubicación de una fuente de luz puntual a través de 20 centímetros de tejido en condiciones de luz normal.
El proyecto, liderado por la Universidad de Edimburgo y la Universidad Heriot-Watt, forma parte de la Colaboración de Investigación Interdisciplinaria Proteus, que está desarrollando una gama de nuevas tecnologías revolucionarias para diagnosticar y tratar enfermedades pulmonares.
Proteus es financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas.
La investigación se publica en la revista Biomedical Optics Express.
«Mi elemento favorito de este trabajo fue la capacidad de trabajar con los médicos para entender un desafío de salud práctica, a continuación, adaptar las tecnologías avanzadas y los principios que normalmente no salen de un laboratorio de física para resolver problemas reales. Espero que podamos continuar este enfoque interdisciplinario para hacer una verdadera diferencia en la tecnología sanitaria «, dice el Dr. Michael Tanner.
