Créditos de las imágenes: Technion Press Room.
Una mirada en profundidad: la tecnología mejora la calidad de las imágenes de tejidos profundos.
«Imágenes de tejidos profundos» se refiere a técnicas avanzadas de visualización médica que permiten obtener imágenes detalladas de las estructuras internas del cuerpo, más allá de la superficie.
Estas técnicas son cruciales para la investigación biomédica, el diagnóstico de enfermedades, y el monitoreo de tratamientos.
Investigadores de la Facultad de Ingeniería Eléctrica e Informática Andrew y Erna Viterbi han presentado un nuevo método para modelar el frente de onda en la revista Nature Communications .
El método, que tiene amplias y significativas aplicaciones, especialmente en la obtención de imágenes biológicas no invasivas de tejidos profundos, se demuestra en el artículo sobre neuronas (células nerviosas).
Método no invasivo:
El modelado del frente de onda es un método prometedor para la obtención de imágenes de tejidos profundos.
Hasta ahora, solo era posible mediante un método invasivo. Se insertaban manualmente puntos fluorescentes en la muestra y se mapeaba el tejido indirectamente al obtener imágenes de ellos.
Ese proceso tiene muchas desventajas y estaba claro que la obtención de imágenes directas del tejido es una mejor manera.
Sin embargo, la obtención de imágenes directas presenta varias dificultades, incluido el hecho de que la radiación emitida por los tejidos es débil, lo que hace que su medición sea propensa al ruido, especialmente cuando se trata de imágenes de tejidos profundos.
La nueva tecnología presentada por los investigadores del Technion supera estas limitaciones y ofrece la posibilidad de obtener imágenes directas de los tejidos iluminando una neurona marcada con la proteína fluorescente EGFP, que emite luz de un color diferente en respuesta a la iluminación.
Esta tecnología se basa en una doble corrección de los frentes de onda: la corrección del frente de onda enviado al tejido y la corrección del frente de onda que regresa de él.
Con la ayuda de cálculos matemáticos que equilibran la relación señal-ruido, los investigadores lograron obtener imágenes de alta resolución de las neuronas en el interior del tejido.
Corrección de distorsiones muy grandes:
El estudiante de doctorado Dror Aizik, que dirigió la investigación bajo la dirección de la profesora Anat Levin , explicó que «las demostraciones anteriores de modelado del frente de onda corrigieron distorsiones relativamente leves y fueron efectivas solo para profundidades de tejido muy limitadas.
Nuestra investigación demostró la tecnología por primera vez en la realización de imágenes de tejido profundo y la corrección de distorsiones muy grandes, que sin nuestra corrección habrían resultado en ‘imágenes de ruido’ sin información visual».
La nueva tecnología permitió obtener imágenes de alta calidad de las neuronas y sus axones, incluso cuando las neuronas estaban recubiertas por una gruesa capa de tejido.
Según los investigadores, la tecnología demostrada en neuronas también es relevante para muchos otros tipos de tejidos.
Algunas de las principales técnicas utilizadas para obtener imágenes de tejidos profundos incluyen:
Tomografía de Coherencia Óptica (OCT):
Una técnica no invasiva que utiliza luz para capturar imágenes en alta resolución de tejidos dentro del cuerpo, como la retina del ojo o las capas de la piel.
Imágenes por Resonancia Magnética (MRI):
Utiliza campos magnéticos y ondas de radio para crear imágenes detalladas de los órganos y tejidos internos.
Tomografía Computarizada (CT):
Combina múltiples imágenes de rayos X tomadas desde diferentes ángulos para producir una imagen transversal de áreas específicas del cuerpo.
Microscopía de Fluorescencia de Alta Profundidad:
Permite visualizar estructuras profundas dentro de tejidos biológicos utilizando marcadores fluorescentes que iluminan áreas específicas.
Ultrasonido de Alta Resolución:
Utiliza ondas sonoras para crear imágenes de los tejidos blandos dentro del cuerpo, como los músculos, vasos sanguíneos y órganos internos.
Imagenología de Emisión de Positrones (PET):
Una técnica que utiliza trazadores radiactivos para observar procesos metabólicos en el cuerpo, como el flujo sanguíneo o la actividad de órganos específicos.
Estas técnicas son esenciales en áreas como la oncología, la neurología, y la cardiología, donde es fundamental observar tejidos profundos para un diagnóstico y tratamiento adecuados.