Notícia

Nova tecnologia fotoacústica poderá disponibilizar visualização do cérebro profundo de modo não invasivo e com baixo custo

Divulgação, Universidade Duke (com adaptação)

Fonte

Universidade Duke

Data

segunda-feira, 31 julho 2023 12:15

Áreas

Bioeletrônica. Bioengenharia. Biomedicina. Ciência dos Materiais. Engenharia Biomédica. Física Médica. Fotônica. Informática Médica. Medicina. Neurociências. Neurologia. Processamento de Sinais. Saúde Pública.

Quando uma pessoa é levada ao pronto-socorro com suspeita de Acidente Vascular Cerebral (AVC), ela passa por vários exames antes que o diagnóstico seja feito. O mais significativo desses exames envolve a captura de imagens do cérebro do paciente usando uma tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (MRI).

Embora ambas as ferramentas possam obter imagens precisas e de alta resolução, qualquer movimento de um paciente pode comprometer a imagem, o que explica a dificuldade de uso de tais recursos em crianças ou em pessoas que sofrem de distúrbios do movimento. Os equipamentos também são extremamente caros, o que os coloca fora do alcance de hospitais ou clínicas com recursos limitados.

Mas um novo projeto pretende mudar esse paradigma. A Dra. Xiaoyue Ni, professora de Engenharia Mecânica e Ciência de Materiais, e o Dr. Junjie Yao, professor de Engenharia Biomédica, ambos da Universidade Duke, nos Estados Unidos, usarão seus conhecimentos combinados de Ciência de Materiais e Bioimagens para desenvolver uma tecnologia de imagem vestível que possa ser anexada diretamente ao couro cabeludo de um paciente para capturar rapidamente imagens cerebrais 3D precisas e detalhadas.

“Dispositivos de imagem vestíveis já foram desenvolvidos antes, mas geralmente são para locais onde há muitos tecidos moles. A geração de imagens através de ossos, como o crânio, atrapalha muitas ferramentas de imagem, e é por isso que tradicionalmente contamos com scanners de ressonância magnética e tomografia computadorizada para imagens do cérebro”, explicou a Dra. Xiaoyue Ni.

Em vez disso, a abordagem da equipe envolve uma técnica conhecida como tomografia fotoacústica, que envolve o disparo de um feixe de laser seguro sobre o tecido. Essa luz é absorvida pelas moléculas, que se aquecem e emitem uma onda ultrassônica. Essas ondas sonoras são captadas por sensores e usadas para fazer imagens biomédicas detalhadas do tecido alvo. Embora essas ondas ainda possam ser interrompidas pelo crânio, o Dr. Yao e seus colaboradores desenvolveram maneiras de medir e filtrar os efeitos do crânio, permitindo-lhes ver dentro do cérebro.

“A fotoacústica é muito sensível ao bombeamento do sangue pelos tecidos profundos, por isso é uma ótima ferramenta para rastrear o fluxo sanguíneo e os níveis de oxigênio no cérebro”, disse o professor Junjie Yao. “E porque depende das propriedades de absorção de luz de tecidos e moléculas, não precisamos usar reagentes, como em imagens de fluorescência, ou expor um paciente à radiação, como fazemos com tomografias computadorizadas”, continuou o pesquisador.

Enquanto o professor Yao e seus colegas adaptam a tecnologia fotoacústica para o projeto, a professora Xiaoyue Ni desenvolverá a plataforma de dispositivo flexível que abrigará a grade de sensores que detectará o retorno das ondas de ultrassom.

“O principal desafio com a plataforma é que, uma vez que você usa uma matriz flexível ou algo que é dobrável e elástico para se ajustar à cabeça, você corre o risco de perder o controle da posição dos transdutores. A cabeça de cada pessoa tem um formato diferente. Precisamos encontrar uma maneira de garantir que sabíamos a localização de todos os sensores no couro cabeludo o tempo todo. Se não soubermos onde os sensores estão no espaço, não podemos obter imagens precisas”, explicou a Dra. Ni.

Para resolver esse problema, a Dra. Xiaoyue Ni está desenvolvendo um sensor que pode ser integrado ao dispositivo de imagem vestível para detectar o formato da cabeça do paciente. Se a equipe for bem-sucedida, sua ferramenta será uma alternativa fácil de usar, não invasiva, e mais acessível aos padrões médicos atuais.

“Se um derrame acontece uma vez, pode acontecer facilmente de novo. Uma ferramenta como essa permitiria que os médicos monitorassem um paciente enquanto ele se movimentasse livremente e, potencialmente, tornaria mais fácil detectar um segundo AVC antes que ele acontecesse”, concluiu a professora Xiaoyue Ni.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Duke (em inglês).

Fonte: Michaela Kane, Escola de Engenharia da Universidade Duke. Imagem:  Divulgação, Universidade Duke (com adaptação).

Em suas publicações, o Portal Tech4Health da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal Tech4Health tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.