Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e da Universidade do Sul da Califórnia (USC) desenvolveram uma nova técnica de imagem médica capaz de gerar imagens tridimensionais coloridas que mostram, ao mesmo tempo, a estrutura dos tecidos moles e o funcionamento dos vasos sanguíneos.
O estudo foi publicado na revista científica Nature Biomedical Engineering. Batizado de RUS-PAT — sigla para tomografia ultrassônica rotacional combinada com tomografia fotoacústica —, o método já foi testado com sucesso em diferentes partes do corpo humano e pode representar um avanço significativo na área de diagnóstico por imagem.
Segundo os cientistas, a tecnologia tem potencial para aprimorar a detecção precoce do câncer de mama, auxiliar no monitoramento de danos nervosos causados pelo diabetes e abrir novas possibilidades para estudos sobre o cérebro humano.
LIMITAÇÕES DOS EXAMES ATUAIS
O ultrassom convencional é um dos exames mais utilizados na medicina por ser rápido, acessível e amplamente disponível.
No entanto, ele fornece imagens bidimensionais e se concentra principalmente na forma dos tecidos, com campo de visão limitado.
Já a imagem fotoacústica oferece outro tipo de informação. A técnica utiliza pulsos de laser que, ao serem absorvidos por determinadas moléculas do corpo, geram ondas sonoras.
Esses sinais permitem visualizar vasos sanguíneos em cores ópticas e acompanhar o fluxo de sangue em artérias e veias. Apesar disso, o método não é eficaz para mostrar detalhes estruturais dos tecidos.
Outras tecnologias amplamente usadas, como a tomografia computadorizada (CT) e a ressonância magnética (MRI), também apresentam restrições.
Além do alto custo, algumas exigem o uso de agentes de contraste, expõem o paciente à radiação ionizante ou demandam longos períodos de exame, o que dificulta o uso frequente.
COMO FUNCIONA A NOVA TECNOLOGIA
Para superar essas limitações, os pesquisadores criaram o sistema RUS-PAT, que combina as principais vantagens do ultrassom e da tomografia fotoacústica em um único exame.
A tomografia fotoacústica foi desenvolvida há mais de duas décadas por Lihong Wang, professor de Engenharia Médica e Engenharia Elétrica no Caltech e um dos líderes do estudo.
Nessa técnica, moléculas do tecido absorvem luz laser, vibram e produzem sinais acústicos que são captados por sensores e transformados em imagens detalhadas.
De acordo com Wang, o grande desafio do projeto foi unir as duas tecnologias de forma eficiente.
DESIGN MAIS SIMPLES E ACESSÍVEL
Sistemas tradicionais de ultrassom utilizam dezenas ou centenas de transdutores para emitir e captar ondas sonoras, o que torna sua integração com a imagem fotoacústica complexa e cara.
A tomografia fotoacústica, por outro lado, exige apenas a detecção das ondas acústicas. Essa diferença levou Wang a uma abordagem inovadora.
A ideia foi utilizar um único transdutor ultrassônico de campo amplo para enviar ondas sonoras por todo o tecido, enquanto os mesmos detectores captam os sinais gerados tanto pelo ultrassom quanto pela fotoacústica.
O sistema final conta com um pequeno conjunto de detectores em formato de arco que giram em torno de um ponto central.
Na prática, essa configuração funciona como um detector hemisférico completo, mantendo o equipamento mais simples, compacto e menos oneroso.
POTENCIAL PARA USO CLÍNICO
Para Charles Y. Liu, coautor do estudo e professor visitante de biologia e engenharia biológica no Caltech, a nova tecnologia resolve várias limitações das técnicas de imagem usadas atualmente na prática médica.
No caso do câncer de mama, por exemplo, a RUS-PAT pode ajudar médicos a localizar tumores e, ao mesmo tempo, analisar sua atividade biológica, como o padrão de vascularização.
Em pacientes com neuropatia diabética, a técnica permitiria avaliar simultaneamente a estrutura dos nervos e o nível de oxigenação do tecido.
Na pesquisa cerebral, a tecnologia também se mostra promissora ao possibilitar o estudo da anatomia do cérebro aliado à observação em tempo real da dinâmica do fluxo sanguíneo.
ESPECIFICAÇÕES E PRÓXIMOS PASSOS
Atualmente, o sistema consegue gerar imagens de tecidos localizados até cerca de quatro centímetros de profundidade. A luz necessária para o exame também pode ser aplicada por meio de dispositivos endoscópicos, o que amplia o acesso a regiões mais profundas do corpo. Cada varredura leva menos de um minuto.
Na configuração atual, os transdutores ultrassônicos e o laser ficam posicionados sob uma maca de exame. O método já foi testado em voluntários e pacientes e se encontra nos estágios iniciais de transição para o uso clínico.
