Nuevas tecnologías para biomedicina

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Investigan técnicas fotoacústicas para la detección del cáncer de mama

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Un método para la detección del cáncer de mama basado en fotoacústica y que podría convertirse en una alternativa a las mamografías o ecografías actuales. Esa es una de las líneas de investigación de OILTEBIA, un proyecto científico europeo coordinado por la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) que ha celebrado su primera escuela de verano sobre técnicas láser y de imagen óptica para aplicaciones biomédicas.

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UC3M / Este emergente campo de investigación científica promete cambiar la forma de ver la medicina de aquí a pocos años. Eso auguran algunos de los expertos que se han reunido en la European Summer School de OILTEBIA del 15 al 19 de septiembre en el campus de Leganés de la UC3M. Allí los investigadores de este consorcio han presentado sus trabajos y resultados preliminares con el resto de la red. “Actualmente se investigan numerosas técnicas de imágenes biomédicas basadas en tecnologías láser y cada año se producen nuevos avances”, comenta el coordinador de OILTEBIA, Horacio Lamela, responsable del grupo de Optoelectrónica y Tecnología Láser (GOTL) de la UC3M.

Aproximadamente 5% de las pacientes con cáncer de mama (representadas en color rojo) «heredan» una forma peculiar de genes que le hacen suceptibles a la enfermedad. / Wikipedia
Aproximadamente 5% de las pacientes con cáncer de mama (representadas en color rojo) «heredan» una forma peculiar de genes que le hacen suceptibles a la enfermedad. / Wikipedia

En esta línea aparecen técnicas como la Tomografía Óptica Difusa, que permite estudiar el funcionamiento y afecciones del cerebro y otros órganos de manera no invasiva. Otra investigación destacable es la obtención de imágenes fotoacústicas para la detección de cáncer de mama, con la ventaja respecto a las radiografías de que no utilizan ningún tipo de radiación ionizante. Esta tecnología aprovecha la propiedad de generación de ondas ultrasónicas en los tejidos al ser iluminados con pulsos de luz cortos de alta energía. Estas señales permiten detectar concentraciones de cromóforos (como hemoglobina oxigenada, hemoglobina desoxigenada y lípidos) y mapear los tejidos para encontrar angiogénesis (formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de otros), un proceso que ocurre en la transformación maligna del crecimiento tumoral, explican los investigadores de la UC3M. De hecho, han realizado un taller práctico durante la European Summer School sobre cómo adquirir este tipo de imágenes empleando el sistema LOIS (Laser Optoacoustic Imaging System), disponible en su laboratorio junto con un simulador de tejido mamario.

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Innovaciones en tecnología láser

Los científicos también esperan ver importantes avances en materia de hardware, como el diseño de fuentes pulsadas para diodos láser de alta energía y caracterización de láseres para generación de ondas fotoacústicas. “Como algunos socios del proyecto son grandes empresas, es posible que los investigadores presenten diseños de dispositivos muy interesantes e innovadores”, opina Horacio Lamela, que señala que existe un amplio trabajo de procesado de señales en donde pueden generar nuevos avances, tales como algoritmos de reconstrucción 3D o en fusión de imágenes de diferente naturaleza, como espectroscopia óptica y procesado de señales ultrasónicas. “La utilización de diferentes longitudes de onda permite no sólo mapear los tejidos sino también detectar determinadas sustancias y sus concentraciones”, explica Lamela.

Durante el proceso de investigación es difícil decir cuánto tiempo puede pasar hasta tener un dispositivo o sistema disponible en el mercado, explican los científicos. Y es que cuando se trata de introducir nueva tecnología en el entorno clínico se debe tener en cuenta cómo se produce dicha transferencia tecnológica. “Una tecnología prometedora puede tardar varios años en estar cien por cien disponible, pues tiene que pasar una serie de controles exhaustivos aun cuando los beneficios con respecto a técnicas que ya se utilizan sean evidentes”, comentan los científicos. Las etapas de diseño, desarrollo y pruebas suelen ser iterativas para refinar la eficacia y eficiencia de los sistemas. Posteriormente se deben llevar a cabo pruebas preclínicas y más adelante pruebas clínicas en humanos y todo requiere de una serie de certificaciones y estandarizaciones para ofrecer al usuario la máxima seguridad.

[blocktext align=”left”]Estas nuevas técnicas de imagen médica están empezando a pasar del laboratorio al hospital

OILTEBIA trata de proporcionar formación avanzada a investigadores que se inician en el campo de las nuevas técnicas láser de imagen ópticas biomédicas, cuyas aplicaciones abarcan desde la investigación básica y el descubrimiento de fármacos hasta novedosas imágenes para el diagnóstico clínico. Estas nuevas técnicas de imagen médica están empezando a pasar del laboratorio al hospital, por lo que en los próximos años va a resultar necesario contar con una nueva generación de expertos en las mismas. El principal objetivo de la red OLITEBIA en este contexto es precisamente el poder proporcionar un marco de formación multidisciplinar, reuniendo expertos provenientes de disciplinas como la Física, Química, Biología e Ingeniería de los distintos países europeos en los ámbitos de las aplicaciones biomédicas, fuentes ópticas láser, sensores de ultrasonido, procesamiento de señales y algoritmos de formación de imágenes.

OILTEBIA (Optical Imaging and Laser Techniques for Biomedical Applications) es un proyecto europeo del Séptimo Programa Marco (7PM) del tipo ITN (Initial Training Network), constituido con el fin de preparar jóvenes investigadores para su futuro, ofreciéndoles formar parte de una red internacional integrada por científicos de universidades, centros de investigación y empresas de Europa, además de otros participantes internacionales. La red está financiada por el 7PM, a través del acuerdo de subvención FP7- PITN-GA-2012-317526. El proyecto, que arrancó el año pasado y cuenta con un presupuesto de 3,5 millones de euros, está coordinado por el catedrático Horacio Lamela, del departamento de Tecnología Electrónica de la UC3M. Participan científicos y tecnólogos expertos en aplicaciones biomédicas mediante técnicas láser e imágenes ópticas de una decena de países, como Alemania, España, Francia, Grecia, Italia y Países Bajos, además de socios industriales de Holanda, Italia o Suiza.

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