Una nueva técnica de ultrasonido proporciona una forma no invasiva de evaluar la estructura ósea a microescala. Los investigadores esperan perfeccionar la técnica para evaluar el riesgo y el tratamiento de la osteoporosis.

Los investigadores también han demostrado que una variación de la misma técnica puede distinguir entre tumores y tejido sano en un estudio con ratas de laboratorio.

"Una cosa que es emocionante acerca de estas técnicas es que hemos tomado una de las deficiencias de la ecografía y la hemos convertido en nuestra ventaja. "dice Marie Muller, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente de los artículos sobre los dos estudios.

La deficiencia es el hecho de que el ultrasonido no puede darnos imágenes claras cuando se usa en medios complejos, como el hueso. Eso es porque las ondas de ultrasonido rebotan por todos lados en estos entornos complejos, haciendo imposible calcular qué tan lejos han viajado.

"En hueso, por ejemplo, Las ondas sonoras viajarán a través de las partes sólidas del hueso y luego se dispersarán cada vez que golpeen un poro. "Dice Muller." Descubrimos que esta es una forma útil de evaluar la microestructura de un hueso ".

Muller y sus colaboradores teorizaron que al observar la velocidad a la que las ondas de ultrasonido se difunden desde un sitio óseo, pueden evaluar tanto el número de poros en un área determinada, o la densidad de poros, como el tamaño de esos poros.

"El documento de prueba de concepto que acabamos de publicar encuentra que existe una correlación constante entre la constante de difusión y el tamaño y la densidad de los poros óseos, "Dice Muller." Sin embargo, Vale la pena señalar que esto se hizo en un modelo computacional. Actualmente estamos haciendo un estudio in vivo con pacientes humanos y un estudio in vitro con hueso humano.

"Estamos al menos a años de aplicaciones clínicas, pero si los resultados se mantienen es posible que tengamos una manera de monitorear a los pacientes de manera regular para determinar la salud del hueso. Eso significa que las personas pueden rastrear su riesgo potencial de osteoporosis sin tener que preocuparse por la exposición a la radiación asociada con los rayos X. Además, la técnica podría ayudar a los investigadores y proveedores de atención médica a determinar el efecto de los esfuerzos de tratamiento de la osteoporosis ".

Debido a que la investigación está en curso, no se han establecido protocolos claros, lo que dificulta la estimación del costo, aunque probablemente sería comparable a las aplicaciones de evaluación de ultrasonido existentes, y mucho más económico que la tomografía computarizada de alta resolución.

Muller también dirigió un estudio que utilizó una técnica casi idéntica para tratar de distinguir entre tejidos blandos sanos y tumores sólidos en un modelo de rata.

El estudio del tumor utilizó microburbujas inyectadas en la vasculatura de ratas de laboratorio. Debido a que las burbujas hacen que las ondas de ultrasonido se dispersen, al igual que los poros en los huesos, el ultrasonido puede rastrear los cambios en la densidad de las microburbujas a medida que viajan a través de la red de vasos sanguíneos de una rata.

Debido a que los tumores crean redes de vasos sanguíneos que son más densos y más complejos que los que se encuentran en el tejido sano, Los investigadores encontraron que podían identificar tumores buscando áreas donde las microburbujas tardaban en difundirse.

"Estamos entusiasmados con este hallazgo, y esperan conseguir financiación que nos permita avanzar en esta línea de investigación, "Dice Muller.

El artículo sobre la microestructura ósea, "Constante de difusión acústica del hueso cortical:estudio de simulación numérica del efecto del tamaño de los poros y la densidad de los poros en la dispersión múltiple, "se publicó el 8 de agosto en el Revista de la Sociedad Americana de Acústica .

El artículo sobre tumores y tejidos blandos, "La dispersión múltiple por ultrasonidos con microburbujas puede diferenciar entre el tumor y el tejido sano in vivo, "fue publicado el 31 de mayo en la revista Física en Medicina y Biología .