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    Sonda óptica montada en el dedo diseñada para mejorar la eliminación del cáncer de mama

    Una nueva sonda portátil mejora el sentido del tacto mediante la obtención de imágenes y la cuantificación de la rigidez y elasticidad del tejido biológico. El dispositivo podría ayudar a mejorar la extirpación quirúrgica del cáncer de mama y otros tipos de cáncer. Crédito:Rowan W. Sanderson, Universidad de Australia Occidental

    Los investigadores han desarrollado la primera sonda portátil que mejora el sentido del tacto mediante la obtención de imágenes y la cuantificación de la rigidez y elasticidad del tejido biológico. El dispositivo se está desarrollando para mejorar la extirpación quirúrgica del cáncer de mama y también podría ser útil para la cirugía del cerebro y el hígado y otros tipos de cáncer.

    En la revista The Optical Society (OSA) Óptica Biomédica Express , investigadores de la Universidad de Australia Occidental (UWA) describen el nuevo dispositivo, que incorpora una sonda de fibra en un dedal portátil.

    Durante la cirugía de conservación de la mama, el tratamiento quirúrgico más común para el cáncer de mama, los cirujanos tocan y comprimen el tejido para confirmar que se extrajo el tejido canceroso más rígido. Luego, se realizan pruebas histopatológicas días después para garantizar que se extirpó todo el tumor. Hoy dia, Entre el 20 y el 30 por ciento de los pacientes que se someten a este tipo de cirugía requieren otro procedimiento porque las pruebas histopatológicas muestran que quedan células cancerosas.

    "Nuestra nueva sonda tiene como objetivo mejorar el sentido subjetivo del tacto del cirujano a través de imágenes de alta resolución de la rigidez del tejido, "dijo Rowan W. Sanderson, primer autor del artículo. "Esto podría facilitar la detección y extracción de todo el tejido canceroso durante la primera cirugía de conservación de la mama, lo que reduciría la carga física y psicológica y el costo que acompaña a la re-escisión ".

    Convirtiendo el tacto en imágenes

    La sonda montada en el dedo utiliza una técnica llamada microelastografía cuantitativa (QME) para traducir el sentido del tacto en imágenes de alta resolución. QME utiliza mediciones de una técnica de imagen óptica llamada tomografía de coherencia óptica (OCT), que genera alta resolución, Imágenes con resolución de profundidad de la estructura del tejido midiendo los reflejos, o 'ecos, ' de luz.

    Para usar el dispositivo, la sonda montada en el dedo se presiona perpendicularmente en el tejido mientras se registran las imágenes OCT. "Al preservar el sentido del tacto, Nuestro objetivo es conservar el flujo de trabajo clínico existente y aumentar la probabilidad de que esta tecnología se adopte para un uso clínico más amplio. "dijo Sanderson.

    Para usar el dispositivo, la sonda montada en el dedo se coloca perpendicular al cuerpo y se presiona sobre el tejido mientras se registran las imágenes OCT. Los investigadores quieren incorporar el sensor en un guante quirúrgico que preservaría la sensibilidad al tacto. Crédito:Rowan W. Sanderson, Universidad de Australia Occidental

    Para mediciones precisas de la elasticidad, Los investigadores desarrollaron nuevos métodos de procesamiento de señales con algoritmos personalizados para lidiar con el movimiento y la presión inconsistentes durante el escaneo. La impresión 3D les ayudó a producir rápidamente prototipos de la carcasa exterior de la sonda de una manera sencilla y rentable.

    "Nuestra sonda montada en el dedo puede detectar con precisión cambios a microescala en la rigidez, que son indicativos de enfermedad, ", dijo Sanderson." El tamaño pequeño lo hace ideal para la obtención de imágenes en espacios reducidos, como una cavidad quirúrgica ".

    Pruebas de tejidos

    Para validar la sonda, comenzaron probándolo en materiales, conocidos como fantasmas de silicona, diseñado para imitar los tejidos sanos y enfermos de la mama. Estas pruebas mostraron que la sonda montada en el dedo tenía una precisión del 87 por ciento, que era ligeramente más bajo que un sistema QME de sobremesa convencional, pero aún lo suficientemente alto para un posible uso clínico.

    Luego usaron la sonda para medir el cambio en la rigidez causado por calentar una muestra de músculo canguro. Este experimento mostró que la muestra de músculo experimentó un aumento de 6 veces en rigidez después del proceso de calentamiento. Se obtuvo una imagen preliminar en 2-D escaneando la sonda lateralmente a través de un maniquí de silicona que contenía una inclusión rígida. Aunque mostró una precisión menor que el experimento realizado sin escaneo, los investigadores dicen que la perspectiva de obtener imágenes al deslizar el dedo del operador es muy alentadora. "El contraste entre las características de la muestra seguía siendo evidente, lo que indica que el escaneo 2-D es muy prometedor en el futuro, "dijo Sanderson.

    Los investigadores ahora están trabajando para incrustar los componentes ópticos de la sonda en un guante quirúrgico que preservaría la sensibilidad al tacto y la destreza de la palpación manual. También están mejorando la precisión del escaneo 2-D.

    Este trabajo forma parte de un proyecto más amplio para desarrollar herramientas novedosas para mejorar la cirugía. El equipo de investigación también ha desarrollado implementaciones de microelastografía tanto de sobremesa como portátiles. Además de los esfuerzos dentro de la Universidad, el equipo también trabaja en estrecha colaboración con OncoRes Medical, una empresa de nueva creación de la UWA formada a finales de 2016 para comercializar la tecnología de microelastografía.

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