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Imágenes tridimensionales con sensibilidad química: sinergias entre dos modalidades de imagen

La combinación de dos tecnologías de imagen vanguardistas podría aumentar la sensibilidad y la resolución de la tecnología de imágenes médicas, superando sus limitaciones y promoviendo sus capacidades.
Imágenes tridimensionales con sensibilidad química: sinergias entre dos modalidades de imagen
La alta tecnología de imagen es muy importante en el entorno médico, tanto para el diagnóstico de enfermedades como para la administración de fármacos. Un equipo de investigadores financiado por la Unión Europea se propuso desarrollar aún más las dos principales técnicas de imagen actuales, la tomografía de coherencia óptica (TCO) y la espectroscopia de dispersión coherente anti-Stokes Raman (CARS), y mejorar sus capacidades. Con este objetivo pusieron en marcha el proyecto «Three-dimensional clinical coherent chemically-sensitive imaging» (3D3CSI).

En general, la CARS se utiliza para la obtención no invasiva de imágenes de lípidos en pacientes o en pruebas de laboratorio, mientras que la TCO se emplea para obtener imágenes tridimensionales (3D) en oftalmología y cardiología. El equipo del proyecto trabajó en el desarrollo de una tecnología multimodal de imágenes 3D químicamente sensible que combinara la técnica vanguardista de ultra alta resolución axial que ofrece la TCO con la sensibilidad de la CARS.

Aunque la TCO ofrezca una sensibilidad y una velocidad extremadamente altas, no permite distinguir fácilmente las diferentes sustancias químicas. Por otro lado, la CARS es capaz de extraer información bioquímica específica, pero su integración con la tecnología de TCO planteaba retos técnicos importantes. Sin embargo, los nuevos avances en CARS podrían facilitar el uso de láseres de banda ultra ancha que también se utilizan en la TCO de resolución axial ultra alta.

En este contexto, el equipo del proyecto se propuso desarrollar un instrumento médico rentable, compacto y sencillo. Este dispositivo sería capaz de registrar simultáneamente información morfológica y de profundidad a nivel celular en un entorno clínico. Esta original modalidad de detección no invasiva de la información metabólica y tisular mejoraría radicalmente la comprensión de los investigadores de los procesos fisiológicos y patológicos en el entorno 3D original.

El equipo logró combinar ambas tecnologías y, de este modo, pudo extraer información morfológica y química completa a partir de estructuras desconocidas contenidas en muestras complejas. Por otra parte, los investigadores adaptaron un láser de titanio y zafiro para su utilización tanto con la CARS como con la TCO, acercando así al ámbito de la medicina la próxima generación de tecnología de imagen. Se espera que la comercialización de la aplicación clínica de esta tecnología sirva para mejorar el diagnóstico y el tratamiento de toda una serie de enfermedades.

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