Un nuevo método para analizar la estructura de la piel utilizando un tipo de radiación conocida como rayos T podría ayudar a mejorar el diagnóstico y el tratamiento de afecciones de la piel como el eccema. psoriasis y cáncer de piel.

Científicos de la Universidad de Warwick y la Universidad China de Hong Kong (CUHK) han demostrado que el uso de un método que implica analizar los rayos T disparados desde varios ángulos diferentes, pueden construir una imagen más detallada de la estructura de un área de la piel y cuán hidratada está que lo que permiten los métodos actuales.

Su método se informa en Advanced Photonics Research y podría proporcionar una nueva herramienta para científicos y médicos para caracterizar las propiedades de la piel en individuos. para ayudar a controlar y tratar las afecciones de la piel.

Radiación de terahercios (THz), o rayos T, siéntese entre infrarrojos y WiFi en el espectro electromagnético. Los rayos T pueden ver a través de muchos materiales comunes, como plásticos, cerámica y ropa, haciéndolos potencialmente útiles en inspecciones no invasivas. Los fotones de baja energía de los rayos T tampoco son ionizantes, haciéndolos muy seguros en entornos biológicos, incluida la seguridad y los exámenes médicos.

Solo se pueden detectar los rayos T que atraviesan las capas externas de la piel (estrato córneo y epidermis) antes de reflejarse. ya que los que viajan más profundo se atenúan demasiado. Esto hace que las imágenes de rayos T sean una forma potencialmente efectiva de monitorear estas capas más externas. Para probar esto, La luz de terahercios se enfoca en la piel a través de un prisma, para alinear el rayo en un plano focal particular. Dependiendo de las propiedades de la piel, esa luz se reflejará de forma ligeramente diferente. Luego, los científicos pueden comparar las propiedades de la luz antes y después de que ingrese a la piel.

Sin embargo, existen limitaciones en la espectroscopia de reflexión estándar de THz, y para superarlos, los científicos detrás de esta nueva investigación utilizaron elipsometría, que implica enfocar los rayos T en múltiples ángulos en la misma área de la piel.

Demostraron con éxito que usando elipsometría podían calcular con precisión el índice de refracción de la piel (que determina qué tan rápido viaja el rayo a través de ella) medido en dos direcciones en ángulos rectos entre sí. La diferencia entre estos índices de refracción se denomina birrefringencia, y esta es la primera vez que se mide in vivo la birrefringencia de THz de la piel humana. Estas propiedades pueden proporcionar información valiosa sobre la cantidad de agua en la piel y permitir calcular el grosor de la piel.

Profesora Emma Pickwell-MacPherson, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick y del Departamento de Ingeniería Electrónica de CUHK, dijo:"Queríamos demostrar que podíamos hacer mediciones de elipsometría in vivo en la piel humana y calcular las propiedades de la piel con precisión. En imágenes de reflexión de terahercios ordinarias, tiene el grosor y el índice de refracción combinados como un parámetro. Al tomar medidas en varios ángulos, puede separar los dos.

"La piel hidratada tendrá un índice de refracción diferente al de la piel deshidratada. Para las personas con trastornos de la piel, podremos sondear cuantitativamente la hidratación de su piel, más que las técnicas existentes. Si está tratando de mejorar los productos para el cuidado de la piel para personas con afecciones como eccema o psoriasis, potencialmente podríamos hacer evaluaciones cuantitativas de cómo la piel está mejorando con diferentes productos o diferenciar los tipos de piel.

"Para los pacientes con cáncer de piel, También puede utilizar imágenes de THz para sondear la piel antes de que se inicie la cirugía. para tener una mejor idea de qué tan lejos se ha diseminado un tumor. El cáncer de piel afecta las propiedades de la piel y algunas de ellas no se ven porque están debajo de la superficie ".

Dr. Xuequan Chen, el primer autor del estudio y becario postdoctoral del Departamento de Ingeniería Electrónica de CUHK, dijo:"Se sabe que los rayos T son sensibles al nivel de hidratación de la piel. Sin embargo, señalamos que la estructura celular del estrato córneo también reacciona a los reflejos de terahercios. Nuestra técnica permite probar con sensibilidad esta propiedad de la estructura, que proporciona información completa sobre la piel y es de gran utilidad para el diagnóstico de la piel ".

Para probar su método, los investigadores hicieron que los voluntarios colocaran su brazo en la ventana de imágenes de su equipo de rayos T durante 30 minutos, después de aclimatarse a la temperatura ambiente y sequedad del laboratorio. Manteniendo su piel contra la superficie de la ventana de imagen, impidieron que el agua se escapara de su piel en forma de transpiración, un proceso denominado oclusión.

Luego, los investigadores realizaron cuatro mediciones en ángulo recto entre sí cada dos minutos durante media hora, para que pudieran controlar el efecto de la oclusión a lo largo del tiempo. Debido a que los rayos T son particularmente sensibles al agua, pudieron ver una diferencia notable a medida que el agua se acumulaba en la piel, sugiriendo que el método podría mostrar cuán efectivo es un producto para mantener la piel hidratada, por ejemplo.

La investigación adicional buscará mejorar la instrumentación del proceso y cómo podría funcionar como un dispositivo práctico.

El profesor Pickwell-MacPherson dijo:"No tenemos nada que sea realmente preciso para medir la piel que los médicos puedan usar. Los dermatólogos necesitan mejores herramientas cuantitativas para usar, y utilizar fácilmente.

"Si esto funciona bien, puede ir a una clínica, pon tu brazo en un escáner, se trazará su curva de oclusión y se podría recomendar un producto adecuado para su piel. Podríamos obtener medicamentos más personalizados y desarrollar productos para diferentes respuestas de la piel. Realmente podría encajar con el enfoque actual de la medicina personalizada ".