¿Sabía que la música y las imágenes de diagnóstico tienen algo en común? Los sonidos tienen un tono más bajo o más alto dependiendo del tamaño del objeto que los crea. Las tubas y los bajos dobles son grandes y producen sonidos profundos de tono bajo, mientras que las flautas yLos violines son pequeños y producen sonidos agudos. Lo interesante es que el mismo efecto ocurre cuando las estructuras biológicas como las células o los tejidos emiten sonido: el tono varía con el tamaño.
¿Pero qué tipo de sonidos producen las estructuras biológicas? Además, ¿cómo podemos escucharlos?
Aprovechando la correlación entre el tamaño y el tono, un equipo de investigación dirigido por Ryerson que trabaja en el Instituto de Ingeniería, Ciencia y Tecnología Biomédica iBEST en el Hospital St. Michael desarrolló recientemente un modo de imagen tan novedoso que los resultados de su estudio fueronpublicado en la revista Nature, Física de la comunicación .
Una apreciación de este avance comienza con los conceptos básicos de las imágenes fotoacústicas PA, una modalidad que está ganando terreno rápidamente en la investigación biomédica. Al igual que su primo imagen por ultrasonido EE. UU., Las imágenes PA crean una imagen visual de las estructuras biológicas al recopilar el sonido.olas.
Si bien la tecnología de imágenes de EE. UU. Implica enviar ondas de sonido a una estructura biológica y escuchar los ecos mientras rebotan, la tecnología de imágenes de PA hace algo completamente diferente.
"Con la imagen fotoacústica, proyectamos la luz en estructuras que la absorberán, como los vasos sanguíneos", dice el Dr. Michael Kolios, el pionero de la imagen PA que supervisó el estudio. "Las ondas de luz hacen que las estructuras biológicas se calienten por un pequeñofracción, que desencadena una expansión casi imperceptible en el volumen. Cuando eso sucede, se genera un sonido, como un trueno después de un rayo ".
La mayoría de las técnicas de imagen PA existentes miden la amplitud volumen, mostrando áreas que emiten sonidos más fuertes con píxeles más brillantes. Lo que el equipo dirigido por Ryerson se propuso desarrollar era una técnica que mediría la frecuencia tono de los sonidos emitidos por las estructuras biológicas.
"Dependiendo del tamaño de una estructura biológica, el tono de las ondas de sonido que emite será mayor o menor", dice el Dr. Michael Moore, un residente de física médica en el Hospital Grand River en Kitchener que dirigió el equipo de investigación comoestudiante de doctorado bajo la supervisión de Kolios. "Si pudiéramos filtrar los sonidos entrantes por frecuencia, podríamos crear imágenes que se centren en estructuras de un tamaño particular, lo que ayudaría a revelar características que de otro modo podrían estar ocultas o ser menos prominentes".
El equipo desarrolló una técnica que llaman Modo F por frecuencia, que les permitió subdividir las señales de PA en diferentes bandas de frecuencia. Luego demostraron con éxito la mejora selectiva de características de diferentes tamaños en muestras que van desde células biológicas hasta larvas de pez cebra vivo- todo sin el uso de tintes de contraste que normalmente requerirían otras técnicas de imagen de vanguardia.
Moore y Kolios se apresuran a señalar que la clave de su éxito fue la oportunidad de trabajar en iBEST y con el Dr. Xiao-Yan Wen y su equipo en el Centro para el Descubrimiento Avanzado de Drogas de Zebrafish ". Sin el conocimiento y la experiencia delequipo del Laboratorio Wen, no habría sido posible demostrar que nuestra técnica funciona ", dice Moore.
El equipo de investigación, que incluye a los candidatos a doctorado de Física Biomédica de Ryerson, Eno Hysi y Muhannad Fadhel, ahora está tomando medidas para traducir el Modo F en aplicaciones clínicas, donde será de gran beneficio. Por ejemplo, la capacidad de segmentar y mejorar las característicasde diferentes escalas tiene un potencial significativo en áreas como la oftalmología, la neurocirugía y la detección de diversas afecciones, como la hipertensión.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ryerson - Facultad de Ciencias . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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