Unos 80, Este año, 000 estadounidenses serán diagnosticados con un tumor cerebral, según la Asociación Estadounidense de Tumores Cerebrales. Muchos de ellos necesitarán cirugía mayor y quimioterapia. Dieciséis mil de ellos perderán la batalla. Pero un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería de USC Viterbi ahora lo está facilitando, más rápido y más seguro para que los médicos utilicen un procedimiento emergente, uno que implica quemar tumores en más pacientes, incluidos aquellos con tumores cerebrales.

Ablación por radiofrecuencia, o RFA, es un procedimiento mínimamente invasivo que utiliza energía eléctrica para destruir las células cancerosas con calor. Una sonda fina como una aguja envía ondas de radiofrecuencia directamente al tumor, cocinar el tejido hasta 140 grados Fahrenheit, (60 grados Celsius), hasta que se destruya.

Sin monitoreo en tiempo real

"Aunque la ablación se está volviendo cada vez más popular, Todavía no existe una tecnología de imágenes térmicas en uso clínico habitual para controlar estos procedimientos en tiempo real y garantizar que se administre la dosis térmica correcta la primera vez. "dijo el profesor asistente de investigación John Stang del Departamento de Ingeniería Eléctrica de Ming Hsieh, quien fue coautor del estudio publicado en Transacciones IEEE sobre ingeniería biomédica .

Junto con Mahta Moghaddam, director de los Sistemas de Microondas, Sensores y laboratorio de imágenes, o MiXIL, y titular de la Cátedra William M. Hogue en Ingeniería Eléctrica en la USC, Stang ha desarrollado un método y un dispositivo de imágenes térmicas en tiempo real que ayudará a los médicos a dar a luz rápidamente, tratamientos de ablación térmica seguros y precisos para una variedad de dolencias que van desde tumores hasta epilepsia.

Los cirujanos y radiólogos intervencionistas confían en la guía proporcionada por la ecografía, CONNECTICUT, o resonancia magnética para realizar estas operaciones que salvan vidas. Pero como no hay supervisión en tiempo real, Se necesita un estudio de imágenes de seguimiento para confirmar el tratamiento adecuado. Esto prolonga el tiempo en el quirófano, aumenta los riesgos y los costos, Moghaddam explicó.

"Sin supervisión en tiempo real, Existe la posibilidad de un tratamiento insuficiente y excesivo, ", dijo." Si hay un tratamiento insuficiente, los médicos deben realizar rondas adicionales de ablación térmica hasta que se destruya todo el tumor. Cada ablación repetida conlleva un mayor riesgo de infección u otras complicaciones y requiere más tiempo en la sala de operaciones ".

En caso de sobretratamiento, existe el riesgo de daño colateral al tejido sano circundante. Esto puede ser especialmente peligroso cuando el tumor se encuentra cerca de estructuras sensibles, cerca de un vaso sanguíneo o en lo profundo del cráneo.

"Con nuestra tecnología, sin embargo, podemos orientar el tratamiento y centrarnos en un área muy específica, "Dijo Stang." Se coloca una matriz de antenas de microondas alrededor de la región que se va a tratar, con espacio abierto para que el cirujano inserte una sonda de ablación ".

Dar a los médicos un mapa de temperatura en vivo

Durante el procedimiento, Las señales de microondas se transmiten y reciben continuamente en el área de tratamiento. A partir de estas señales e información de un estudio de imágenes previo, como una resonancia magnética, Moghaddam y Stang producen una imagen térmica 3D de la región en tiempo real, dar a los médicos un mapa de temperatura cuantitativo de la región en la que operan.

"En estudios de validación experimental in vitro, nuestro sistema pudo lograr una precisión de un grado Celsius a una frecuencia de actualización de un cuadro por segundo, "Dijo Stang.

Un problema con el que tienen que lidiar es que la resolución de su imagen térmica no es tan alta como la de la resonancia magnética. Pero Stang ve un mundo en el que esta alimentación de imágenes térmicas en tiempo real se puede superponer en una resonancia magnética de alta resolución que permite a los médicos administrar con precisión la dosis correcta en el lugar correcto. sin la necesidad de estudios de imágenes de seguimiento.

Para la siguiente fase, su procedimiento se someterá a pruebas con animales a finales de este año, específicamente mirando el cáncer de hígado con el apoyo del Instituto Alfred E. Mann de Ingeniería Biomédica de la USC y en colaboración con la Escuela de Medicina Keck de la USC.

"Suponiendo que obtengamos buenos resultados, es posible que nos falten entre tres y cinco años para los ensayos clínicos, ", dijo Moghaddam, quien el año pasado estaba sobrevolando Alaska tomando medidas de radar para mapear el cambio climático en el Ártico desde 40, 000 pies en el aire.

"Esta vez, nuestro entorno es el cuerpo humano y hacemos mapas que son más pequeños. Es un microcosmos de la imagen terrestre más grande ".