Elastografía de coherencia óptica basada en ondas: la perspectiva de 10 años

27 Jun, 2022 | VioBio

¿Sabes qué es la elastografía?
Resumen de 10 años de investigación en elastografía y retos futuros para poder conseguir el primer elastógrafo OCE comercial

Con motivo de que se cumplen 10 años desde el inicio de la técnica de la elastografía de coherencia óptica basada en ondas, dos investigadores del departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Houston y del Instituto de Óptica del CSIC han publicado un artículo científico en el que se resume el desarrollo de la técnica en estos 10 años, su estado actual y sus retos futuros, con la mira puesta en tener el primer dispositivo comercial OCE basado en ondas en las próximas décadas.

La elastografía de coherencia óptica basada en ondas mecánicas es una técnica muy sofisticada que se ha convertido en una de las principales y más estudiadas ramas de la elastografía, que permite la exploración de la forma, medida y dureza de los tejidos internos sin necesidad de tocarlos.
Esta técnica se puede aplicar en tejidos blandos (elásticos) como los ojos, músculos, hígado, cerebro o la piel por nombrar solo algunos.

¿Qué es la elastografía?
El antecedente histórico más antiguo de la elastografía es la palpación, de esta forma se pueden buscar elementos extraños (bultos) en el interior del cuerpo porque suelen ser más duros que el tejido sano. Esta técnica es cualitativa pero no cuantitativa, nos dice si hay o no, pero no sirve para dar medidas precisas.

A su vez la elastografía mide el estado de rigidez o elasticidad de un tejido interno enviando ondas mecánicas (como un pequeño golpe) a través de ellos y detectando la forma y velocidad a la que se transmite la vibración en las distintas capas del cuerpo. Para “ver” como se transmite esa vibración se utilizan otras técnicas capaces de mostrarnos el interior del cuerpo, como una onda de ultrasonidos de las ecografías o un rayo de luz si se está estudiando el ojo, de forma que se puede detectar (a través de las variaciones en las señales recibidas) cómo se transmite la perturbación mecánica por el interior del cuerpo.
En el caso del estudio de un ojo la perturbación mecánica puede ser un simple soplido de aire.

Repeticiones de lamima imagen con distindas distorsiones

Dos tipos de materiales distintos siendo medidos por elastografia.

En estos 10 años de progreso la elastografía de coherencia óptica basada en ondas ha necesitado grandes desarrollos científicos en los siguientes campos:
(a) diseño de nuevos métodos de excitación de ondas mecánicas en tejidos,
(b) comprensión matemática de la propagación de ondas mecánicas en condiciones límite complejas mediante la propuesta de modelos analíticos y numéricos avanzados,
y (c) el desarrollo de nuevos sensores capaces de recuperar la información de los tejidos en 2D y 3D.
Estos progresos han permitido grandes avances en la mejora del diagnóstico médico de enfermedades y el seguimiento del tratamiento aplicado en varios tipos de tejidos, con lo que hacen a la técnica una firme candidata a ser de uso clínico en el futuro.

Inicios de la técnica

Históricamente, la elastografía se implementó por primera vez en modalidades de imagen como la resonancia magnética (MRE) y la ecografía (USE) (con resolución de imagen a escala milimétrica) demostrando amplias capacidades en la generación de mapas de elasticidad en 2D y 3D.
Más tarde, se desarrolló la tomografía de coherencia óptica (OCT) que utiliza luz infrarroja para atravesar las partes transparentes del ojo y también distintas capas de la retina reflejando parte en cada capa para así poder dar información del ojo con una resolución de imagen micrométrica (∼3–10 μm) y una profundidad de penetración en la retina de 1 o 2 mm. Esta técnica hizo posible la primera implementación de elastografía en OCT, también denominada elastografía de coherencia óptica (OCE).

Esta tecnología de la tomografía de coherencia óptica permite medir la vibración que sufren los tejidos al recibir la onda mecánica con una sensibilidad subnanométrica, de forma que con una pequeña perturbación externa el sistema puede servir para proporcionar no solo imágenes estructurales de los tejidos internos como en una ecografía, sino que puede detectar sus propiedades de elasticidad o dureza.

Retos futuros de la elastografía

En el artículo se explica que para mejorar las conclusiones acerca de los datos recibidos hay que comprender mejor aún las propiedades elásticas de los tejidos del cuerpo, y en ese área queda trabajo por hacer debido a la complejidad de algunos tejidos como por ejemplo zonas entre dos tejidos sin un límite bien definido como el límite corneoescleral en el ojo, efectos de anisotropía, viscoelasticidad como el hígado o no linealidad como el incremento de la rigidez de la córnea cuando se estira.

Además, se está investigando mucho en las formas de enviar esa onda que genere la vibración elástica de los tejidos, los hay basados en luz, sonido, aire, pulsos electromagnéticos o de desplazamiento, los hay con contacto o sin contacto como el soplido, y dentro de ellos se puede enviar la vibración de muchas formas distintas para conseguir distintos resultados o trabajar mejor en distintos tejidos o para evitar posibles daños, infecciones y molestias al paciente.

Noticias relacionadas

Suscripción