Ingenieros biomédicos de la Universidad de California 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. La nueva técnica, basada en dirigir un rayo de luz a la cabeza del paciente, podría ser significativamente más barata y robusta que los métodos actuales.
“Nuestra configuración es muy prometedora, y el costo debería ser menor”, dijo Wenjun Zhou, investigador postdoctoral que trabaja bon Vivek Srinivasan, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica de UC Davis.
Si haces brillar una luz en una solución turbia, las partículas de luz o los fotones se dispersan en diferentes direcciones. Una técnica experimental llamada espectroscopia de correlación difusa (DCS), utiliza esencialmente este enfoque para mirar dentro del cerebro de una persona. La luz láser es dirigida a la cabeza y a medida que los fotones del láser atraviesa el cráneo y el cerebro, se dispersan por la sangre y los tejidos. Un detector colocado en la otra parte de la cabeza, por donde los fotones salen nuevamente, capta las fluctuaciones de luz debidas al movimiento de la sangre. Estas fluctuaciones proporcionan información sobre el flujo sanguíneo.
La señal de luz es muy débil, y cuanto más atraviesa el cráneo y el tejido cerebral, más débil se vuelve. Por lo tanto, la técnica requiere de unos detectores de fotones muy sensibles y caros. Al aumentar la luz, se corre el riesgo de quemar la piel del paciente.
Interferencias para impulsar la señal
Zhou y Srinivasan tomaron un enfoque diferente, basado en el hecho de que las ondas de luz superpuestas se refuerzan o cancelan mutuamente, como pasa en la superposición de ondas en el agua de un estanque.
Primero dividen el rayo de luz en trayectos de “Muestra” y de “Referencia”. El haz de muestra entra en la cabeza del paciente mientras que el haz de referencia, que es más fuerte, se enruta para que vuelva a conectar con el haz de muestra antes de dirigirse al sensor. Esto hace que aumente de forma significativa la señal, haciendo que en vez de tener que utilizar unos 20 detectores de fotones, con un coste de miles de euros cada uno, se puede utilizar un único chip de cámara digital convencional (CMOS) muy económico.
Los investigadores han denominado al método espectroscopía de ondas difusoras interferométricas o iDWS. Una ventaja adicional es que no necesitan apagar las luces de la sala mientras hacen las mediciones con esta técnica. Eventualmente, es posible que incluso pueden monitorear el flujo sanguíneo cerebral al aire libre, bajo la luz del sol, dijo Zhou.
Hasta ahora, el equipo ha probado su dispositivo haciendo 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.
