Un modelo de computadora de muestra derivado de imágenes de contraste de fase de radiación de sincrotrón (SR-PC) del oído medio humano. (a) Ilustra un modelo 3D del oído medio, incluida la membrana timpánica (TM), osículos del oído medio (martillo, yunque y estribo) y estructuras de tejidos blandos [músculo tensor del tímpano (TTM), articulación incodostapedial (ISJ), ligamento anular estapedial (SAL), músculo estapedio (SM), ligamento incudal posterior (PIL), articulación incudomaleolar (IMJ), ligamento maleolar lateral (LML) y ligamento malear anterior (AML)]. (b) Un plano de muestra a través del modelo que muestra el segmento de imagen SR-PC correspondiente con los límites del modelo superpuestos. Tenga en cuenta la nitidez distintiva de los tejidos blandos y los huesos adyacentes. La ubicación espacial de este plano se da en la esquina superior derecha. Imágenes cortesía de Hanif Ladak. Crédito:Fuente de luz canadiense
Obtener buenas imágenes del oído medio y todas sus partes es complicado. Pero es necesario para los científicos que quieren hacer cosas como reparar daños o fabricar dispositivos para ayudar a que el oído medio envejecido funcione mejor.
Según la Encuesta Canadiense de Medidas de Salud, Aproximadamente el 20 por ciento de los adultos de 19 a 79 años tienen al menos una pérdida auditiva leve en uno o ambos oídos, mientras que cerca del 47 por ciento de los adultos de 60 a 79 años tienen algún nivel de pérdida auditiva. El daño al oído medio es un factor común que contribuye a la pérdida de audición.
Existen varios desafíos para obtener buenas imágenes del oído medio, especialmente imágenes en 3D, según Hanif Ladak, profesor de ingeniería biomédica en Western University.
Para uno, los tres huesos que forman el oído medio son pequeños, midiendo sólo unos pocos milímetros de ancho. Pero hay estructuras de tejidos blandos aún más pequeñas que conectan los huesos y les permiten funcionar. Esto incluye ligamentos, músculos y nervios que a su vez se miden en micrómetros, aproximadamente 100 veces más pequeños que el ancho de un cabello.
Se necesitan imágenes 3D detalladas de todas las piezas juntas para diseñar prótesis o implantes, él dijo. Hasta la fecha, muchos lugares tienen dispositivos que pueden generar imágenes en 3D del hueso, pero no capture los tejidos blandos.
Aquí es donde entró la fuente de luz canadiense. Los investigadores tomaron oídos medios completos de cadáveres y los colocaron en cámaras en el sincrotrón. Luego fueron bombardeados con rayos X que básicamente rebotaron en las diferentes partes de las muestras a diferentes velocidades. Los datos relacionados con el comportamiento de los rayos X se utilizaron para construir imágenes digitales en 3D.
Ning Zhu, científico de BMIT, Profesor Asociado de Western University Hanif Ladak, y la investigadora postdoctoral Mai Elfarnawany. Crédito:Fuente de luz canadiense
"El CLS nos permitió obtener imágenes con éxito tanto del hueso como del tejido blando, " él dijo.
Ahora, se puede comenzar a trabajar en el diseño y la construcción de mejores implantes y prótesis para ayudar con los problemas de audición relacionados con el oído medio.
De hecho, Las imágenes en 3D del trabajo en CLS fueron tan impresionantes, Fueron colocados en la portada de la revista científica Hearing Research, revisada por pares, que es leída por personas de la comunidad de investigación auditiva.
Ladak señala que tener tejidos blandos capturados en las imágenes ayuda a dilucidar cómo las diferentes partes del oído medio se mueven en relación entre sí y permiten que las personas escuchen. Tener esa información en modelos de computadora permitirá el eventual desarrollo de nuevos tipos de dispositivos y enfoques que pueden ayudar con los problemas de audición.
En este punto ha habido reuniones con algunas personas de la industria que expresan interés en utilizar este trabajo, pero es demasiado pronto para decir qué tipo de innovaciones pueden resultar.
En trabajos anteriores, su equipo utilizó el CLS para obtener imágenes más detalladas de otra parte del oído:la cóclea. En esa investigación, los científicos pudieron crear una serie de mapas detallados, o atlas, de la cóclea que pueden utilizar los cirujanos que realizan una cirugía de implante coclear:la implantación de un pequeño dispositivo auditivo electrónico que ayuda a los pacientes con sordera profunda. El atlas ayuda a mejorar la precisión de la colocación de implantes, y se puede utilizar para ayudar a seleccionar el tamaño o la longitud correctos del implante.
