Nuevo método para la obtención de imágenes precisas de estructuras óseas frágiles
Científicos de Alemania y Suiza han desarrollado un método de nanotomografía nuevo que emplea rayos X para generar imágenes médicas precisas y tridimensionales de estructuras óseas frágiles. Este método podría dar paso a mejoras en los métodos terapéuticos contra la osteoporosis, una enfermedad muy común entre los más mayores que provoca debilidad en los huesos. El nuevo método se publicó recientemente en la revista Nature. Los autores del estudio, procedentes de la Universidad Técnica de Múnich (TUM, Alemania), el Instituto Paul Scherrer (Suiza) y el Instituto Federal de Tecnología de Zúrich (ETH-Zúrich), afirman que en la actualidad el diagnóstico de esta enfermedad se realiza casi exclusivamente apreciando la reducción general de la densidad ósea. Este método nuevo generará mucha más información sobre la estructura local asociada y los cambios en la densidad ósea. Hasta ahora los médicos no poseían una forma de estudiar con detalle los cambios en la densidad ósea. El profesor Franz Pfeiffer de la TUM afirmó que esta situación va a cambiar. «Mediante nuestro nuevo método de nano-TC [tomografía computerizada] ya es posible observar la estructura ósea y los cambios en su densidad en alta resolución y en tres dimensiones», explicó el profesor Pfeiffer, que dirigió el estudio. Esto «nos permitirá investigar cambios estructurales relacionados con la osteoporosis a escala nanométrica y desarrollar mejores métodos terapéuticos». El equipo del profesor Pfeiffer utilizó TC de rayos X en su método. Los escáneres de TC se utilizan a diario en la práctica médica y en los hospitales para realizar diagnósticos del cuerpo humano. Éstos irradian rayos X al organismo mientras que un detector registra desde distintos ángulos cuánta radiación está siendo absorbida. «En principio no es muy distinto a obtener varias tomas de rayos X desde distintos ángulos», indicaron los autores. «A continuación se procesan varias de estas imágenes para generar imágenes tridimensionales del interior del organismo.» El nuevo método mide tanto la intensidad media del haz absorbido por el objeto examinado desde cada ángulo como las partes del haz de rayos X que se difractan, es decir, que se desvían en distintas direcciones. En cada punto de la muestra se genera un patrón de difracción que aporta información adicional exacta sobre la nanoestructura. Esto es posible gracias a la gran sensibilidad de los rayos X a los más pequeños cambios estructurales, según aclaran los investigadores. «Ya que tenemos que tomar y procesar muchas imágenes individuales con una precisión extrema, era muy importante emplear radiación de rayos X de alto brillo y detectores de píxeles de poco ruido y veloces», indicó Oliver Bunk, responsable del equipo experimental en las instalaciones del sincrotrón del PSI en Suiza. A continuación se procesaron los patrones de difracción mediante un algoritmo desarrollado por el equipo, informó Martin Dierolf, investigador de la TUM. «Desarrollamos un algoritmo de reconstrucción que genera imágenes tridimensionales de alta resolución de la muestra empleando más de cien mil patrones de difracción», indicó. «Este algoritmo tiene en cuenta no sólo la absorción de rayos X clásica, sino también el contraste de fase de los rayos X, significativamente más sensible.» Roger Wepf, director del Centro de Microscopía de Electrones del ETH Zúrich (EMEZ, Suiza), reconoció que, aunque «el nuevo método de nanotomografía computerizada no consigue la resolución espacial disponible actualmente mediante microscopía electrónica, puede generar imágenes tridimensionales de las muestras óseas gracias a la gran penetración de los rayos X». Añadió que «el nuevo procedimiento destaca además por su gran capacidad para medir con precisión la densidad ósea, muy importante para la investigación de los huesos». Los investigadores indicaron que este método permitirá llevar a cabo estudios más precisos en las etapas tempranas de la osteoporosis y evaluar mejor los resultados terapéuticos en estudios clínicos.
Países
Suiza, Alemania