Los procesos médicos como la obtención de imágenes a menudo requieren abrir a alguien o hacer que se trague tubos enormes con cámaras. Pero, ¿y si pudiera obtener los mismos resultados con métodos menos costosos? invasivo y lento?

Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL) dirigido por la profesora Dina Katabi están trabajando exactamente en eso con ReMix, un sistema que describen como un "GPS en el cuerpo". ReMix puede identificar la ubicación de los implantes ingeribles dentro del cuerpo mediante señales inalámbricas de baja potencia. En pruebas con animales, el equipo demostró que pueden rastrear implantes con una precisión de un centímetro, y dijo que algún día se podrían usar implantes similares para administrar medicamentos a regiones específicas del cuerpo.

Para probar ReMix, El grupo de Katabi implantó por primera vez un pequeño marcador en tejidos animales. Para rastrear su movimiento, utilizaron un dispositivo inalámbrico que refleja señales de radio en el paciente, y un algoritmo especial para señalar la ubicación exacta del marcador. El equipo utilizó una tecnología inalámbrica que habían demostrado previamente para detectar la frecuencia cardíaca, respiración y movimiento.

Curiosamente, el marcador dentro del cuerpo no necesita transmitir ninguna señal inalámbrica. Simplemente refleja la señal transmitida por un dispositivo fuera del cuerpo, sin necesidad de batería ni de ninguna otra fuente de energía externa.

Un desafío clave en el uso de señales inalámbricas de esta manera son los muchos reflejos en competencia que rebotan en el cuerpo de una persona. De hecho, las señales que se reflejan en la piel de una persona son en realidad 100 millones de veces más poderosas que las señales del marcador metálico en sí.

Para superar esto, el equipo diseñó un enfoque que esencialmente separa las señales cutáneas interferentes de las que están tratando de medir. Lo hicieron utilizando un pequeño dispositivo semiconductor llamado "diodo" que puede mezclar señales para que el equipo pueda filtrar las señales relacionadas con la piel. Por ejemplo, si la piel se refleja en las frecuencias F1 y F2, el diodo crea nuevas combinaciones de esas frecuencias como F1-F2 y F1 + F2. Cuando todas las señales se reflejan en el sistema, el sistema solo capta las frecuencias combinadas, filtrando así las frecuencias originales que provenían de la piel del paciente.

"La capacidad de percibir continuamente el interior del cuerpo humano ha sido en gran parte un sueño lejano, "dice Romit Roy Choudhury, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Illinois, que no participó en la investigación. "Uno de los obstáculos ha sido la comunicación inalámbrica con un dispositivo y su localización continua. ReMix da un salto en esta dirección al mostrar que el componente inalámbrico de los dispositivos implantables puede que ya no sea el cuello de botella".

Una aplicación potencial de ReMix es la terapia de protones, un tipo de tratamiento contra el cáncer que consiste en bombardear tumores con haces de protones controlados por imanes. El enfoque permite a los médicos recetar dosis más altas de radiación, pero requiere un alto grado de precisión, lo que significa que generalmente se limita a ciertos cánceres.

Su éxito depende de algo que en realidad es bastante poco confiable:un tumor que permanece exactamente donde está durante el proceso de radiación. Si un tumor se mueve, entonces las áreas sanas podrían estar expuestas a la radiación. Pero con un marcador pequeño como el de ReMix, los médicos podrían determinar mejor la ubicación de un tumor en tiempo real, y poder pausar el tratamiento o dirigir el rayo a la posición correcta para hacer frente al movimiento. (Para ser claro, ReMix aún no es lo suficientemente preciso para usarse en entornos clínicos; Katabi dice que sería necesario un margen de error cercano a un par de milímetros para la implementación real).

Mirando hacia el futuro

Todavía quedan muchos desafíos por delante para mejorar ReMix. A continuación, el equipo espera combinar los datos inalámbricos con información médica como escáneres de resonancia magnética para mejorar aún más la precisión del sistema. Además, el equipo continuará reevaluando el algoritmo y las diversas compensaciones necesarias para dar cuenta de la complejidad de los cuerpos de las diferentes personas.

"Queremos un modelo que sea técnicamente factible, si bien sigue siendo lo suficientemente complejo como para representar con precisión el cuerpo humano, "dice el estudiante de doctorado Deepak Vasisht, autor principal del nuevo artículo. "Si queremos utilizar esta tecnología en pacientes reales con cáncer algún día, tendrá que provenir de un mejor modelado de la estructura física de una persona ".

ReMix se desarrolló en colaboración con investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH). El equipo dice que tales sistemas podrían ayudar a permitir una adopción más generalizada de los centros de terapia de protones, de los cuales solo hay alrededor de 100 en todo el mundo.

"Una razón por la que [la terapia de protones] es tan cara es por el costo de instalación del hardware, ", dice Vasisht." Si estos sistemas pueden fomentar más aplicaciones de la tecnología, habrá más demanda, lo que supondrá más centros de terapia, y precios más bajos para los pacientes ".