Ingenieros biomédicos de la Universidad de California, Davis, han desarrollado una nueva técnica para medir el flujo sanguíneo en el cerebro humano, que podría usarse en pacientes con accidente cerebrovascular o lesión cerebral traumática, por ejemplo. La nueva técnica, basado en tecnología de cámara digital convencional, podría ser significativamente más barato y más robusto que los métodos anteriores.

El trabajo se describe en un artículo publicado el 26 de abril en la revista Optica .

"Nuestra configuración es muy prometedora, y el costo debería ser menor, "dijo Wenjun Zhou, un investigador postdoctoral que trabaja con Vivek Srinivasan, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica de UC Davis.

Si enciende una luz en una solución turbia, partículas ligeras, o fotones, se esparcirá en diferentes direcciones. Una técnica experimental llamada espectroscopia de correlación difusa, o DCS, utiliza esencialmente este enfoque para mirar dentro del cráneo de alguien. La luz láser se ilumina en la cabeza; a medida que los fotones del láser atraviesan el cráneo y el cerebro, están esparcidos por sangre y tejido. Un detector colocado en otra parte de la cabeza. donde los fotones vuelven a salir, capta las ligeras fluctuaciones debidas al movimiento de la sangre. Estas fluctuaciones proporcionan información sobre el flujo sanguíneo.

La señal luminosa es muy débil, y cuanto más atraviesa el cráneo y el tejido cerebral, cuanto más débil se vuelve. Por lo tanto, DCS requiere una serie de costosos detectores de conteo de fotones individuales. Potenciar la entrada de luz corre el riesgo de quemar la piel del paciente.

Interferencia para potenciar la señal

Zhou y Srinivasan adoptaron un enfoque diferente, basado en el hecho de que las ondas de luz superpuestas se reforzarán o anularán entre sí, como ondas superpuestas en un estanque.

Primero dividen el haz de luz en rutas de "muestra" y "referencia". El haz de muestra entra en la cabeza del paciente y otro, más fuerte, El haz de referencia se encamina para que se vuelva a conectar con el haz de muestra antes de ir al detector. Esto aumenta la señal, lo que significa que en lugar de necesitar unos 20 detectores de conteo de fotones que cuestan unos pocos miles de dólares cada uno, los investigadores podrían usar un solo chip de cámara digital basado en CMOS por una fracción del precio.

"La luz de referencia fuerte mejora la señal más débil de la muestra, "Dijo Zhou.

Llaman al método espectroscopia de ondas difusoras interferométricas, o iDWS. Una ventaja adicional es que no necesitan apagar las luces de la habitación mientras realizan mediciones con iDWS, Dijo Zhou. Finalmente, incluso pueden controlar el flujo sanguíneo cerebral al aire libre, bajo la luz del sol brillante.

Hasta aquí, el equipo ha probado su dispositivo realizando grabaciones cerebrales de voluntarios en el laboratorio. Están trabajando con el Dr. Bruce Lyeth y la Dra. Lara Zimmermann en el Departamento de Cirugía Neurológica de UC Davis para validar y adaptar la tecnología para su uso eventual en la atención neurocrítica. UC Davis ha solicitado una patente provisional sobre la tecnología.