Publicado 28/07/2022 20:03

Estados Unidos.- Ingenieros desarrollan parches adhesivos que ofrecen imágenes claras del interior del cuerpo

MADRID, 28 Jul. (EUROPA PRESS) -

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, han diseñado un parche adhesivo que produce imágenes de ultrasonido del cuerpo. El dispositivo del tamaño de un sello se adhiere a la piel y puede proporcionar imágenes de ultrasonido continuas de los órganos internos durante 48 horas, según publican en la revista 'Science'.

Las imágenes por ultrasonidos son un método seguro y no invasivo para observar el funcionamiento del cuerpo, que proporciona a los médicos imágenes en directo de los órganos internos del paciente mediante ondas sonoras hacia el interior del cuerpo que reflejan para producir imágenes de alta resolución del corazón, los pulmones y otros órganos profundos del paciente.

En la actualidad, las imágenes por ultrasonidos requieren equipos voluminosos y especializados que sólo están disponibles en hospitales y consultas médicas. Pero el nuevo diseño podría hacer que esta tecnología fuera tan fácil de llevar y accesible como comprar tiritas en la farmacia.

Los investigadores, que han colaborado con colegas de la Clínica Mayo, aplicaron las pegatinas a voluntarios y demostraron que los dispositivos producían imágenes en directo y de alta resolución de los principales vasos sanguíneos y órganos más profundos, como el corazón, los pulmones y el estómago. Los parches mantuvieron una fuerte adhesión y captaron los cambios en los órganos subyacentes mientras los voluntarios realizaban diversas actividades, como sentarse, estar de pie, correr y montar en bicicleta.

El diseño actual requiere conectar las pegatinas a instrumentos que traducen las ondas sonoras reflejadas en imágenes. Los investigadores señalan que, incluso en su forma actual, podrían tener aplicaciones inmediatas: Por ejemplo, los dispositivos podrían aplicarse a los pacientes en el hospital, de forma similar a las pegatinas de electrocardiograma, y podrían obtener imágenes continuas de los órganos internos sin necesidad de que un técnico mantenga una sonda en su sitio durante largos periodos de tiempo.

Si se consigue que los dispositivos funcionen de forma inalámbrica -un objetivo en el que el equipo está trabajando actualmente-, las pegatinas de ultrasonidos podrían convertirse en productos de imagen portátiles que los pacientes podrían llevarse a casa desde la consulta del médico o incluso comprar en una farmacia.

"Imaginamos unos cuantos parches adheridos a diferentes lugares del cuerpo, y los parches se comunicarían con el teléfono móvil, donde los algoritmos de IA analizarían las imágenes bajo demanda --exploca el autor principal del estudio, Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica e ingeniería civil y ambiental del MIT--. Creemos que hemos abierto una nueva era de imágenes vestibles: Con unos pocos parches en el cuerpo, podrías ver tus órganos internos".

Para obtener imágenes con ultrasonidos, un técnico aplica primero un gel líquido sobre la piel del paciente, que actúa para transmitir las ondas de ultrasonido. A continuación se presiona una sonda, o transductor, contra el gel, enviando ondas sonoras al interior del cuerpo que hacen eco en las estructuras internas y vuelven a la sonda, donde las señales de eco se traducen en imágenes visuales.

Para los pacientes que requieren largos periodos de obtención de imágenes, algunos hospitales ofrecen sondas fijadas a brazos robóticos que pueden mantener el transductor en su sitio sin cansarse, pero el gel líquido de los ultrasonidos fluye y se seca con el tiempo, interrumpiendo la obtención de imágenes a largo plazo.

En los últimos años, los investigadores han explorado diseños de sondas de ultrasonidos estirables que permitan obtener imágenes portátiles y de bajo perfil de los órganos internos. Estos diseños ofrecían un conjunto flexible de diminutos transductores de ultrasonidos, con la idea de que dicho dispositivo se estirara y se adaptara al cuerpo del paciente.

Pero estos diseños experimentales han producido imágenes de baja resolución, en parte debido a su estiramiento: Al moverse con el cuerpo, los transductores cambian de ubicación entre sí, distorsionando la imagen resultante.

"La herramienta de imagen por ultrasonidos vestible tendría un enorme potencial en el futuro del diagnóstico clínico. Sin embargo, la resolución y la duración de las imágenes de los parches de ultrasonidos existentes son relativamente bajas y no pueden obtener imágenes de órganos profundos", afirma Chonghe Wang, estudiante de posgrado del MIT.

El nuevo adhesivo de ultrasonidos del equipo del MIT produce imágenes de mayor resolución durante más tiempo al combinar una capa adhesiva elástica con un conjunto rígido de transductores. "Esta combinación permite que el dispositivo se adapte a la piel mientras mantiene la ubicación relativa de los transductores para generar imágenes más claras y precisas", afirma Wang.

Los investigadores sometieron el adhesivo de ultrasonidos a una serie de pruebas con voluntarios sanos, que llevaban los adhesivos en varias partes del cuerpo, como el cuello, el pecho, el abdomen y los brazos. Las pegatinas permanecieron adheridas a la piel y produjeron imágenes claras de las estructuras subyacentes durante 48 horas. Durante este tiempo, los voluntarios realizaron diversas actividades en el laboratorio, desde estar sentados y de pie, hasta correr, montar en bicicleta y levantar pesas.

A partir de las imágenes de los parches, el equipo pudo observar el cambio de diámetro de los principales vasos sanguíneos cuando se estaba sentado o de pie. Las pegatinas también captaron detalles de órganos más profundos, como el cambio de forma del corazón al realizar un esfuerzo durante el ejercicio. Los investigadores también pudieron observar cómo el estómago se distendía y luego se encogía cuando los voluntarios bebían y luego expulsaban el zumo de su organismo. Y mientras algunos voluntarios levantaban pesas, el equipo pudo detectar patrones brillantes en los músculos subyacentes, que indicaban microdaños temporales.

"Gracias a las imágenes, podríamos captar el momento de un entrenamiento antes de la sobrecarga y detenerlo antes de que los músculos se resientan --dice Chen--. Todavía no sabemos cuándo puede ser ese momento, pero ahora podemos proporcionar datos de imágenes que los expertos pueden interpretar".

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