El ultrasonido - sonido con frecuencias más altas que las audibles para los humanos - se usa comúnmente en imágenes de diagnóstico de los tejidos blandos del cuerpo, incluidos los músculos, las articulaciones, los tendones y los órganos internos. Se utiliza una tecnología llamada ultrasonido focalizado de alta intensidad HIFUtambién se está explorando para usos terapéuticos, incluida la extirpación de fibromas uterinos y la destrucción de tumores.
El método tiene limitaciones, sin embargo, en gran parte porque los huesos del cuerpo reflejan, refractan, distorsionan y absorben las ondas. Aunque la mayoría de las aplicaciones médicas de ultrasonido pueden trabajar alrededor de las estructuras óseas, dos partes del cuerpo son particularmentedesafiante: el hígado porque está confinado principalmente dentro de la caja torácica y el cerebro alojado dentro del cráneo.
Un conjunto de técnicas de enfoque adaptativo y no invasivo, que permiten enfocar los rayos ultrasónicos a través de la caja torácica y el cráneo, se describirá durante Acoustics '17 Boston, la tercera reunión conjunta de la Acoustical Society of America y la European AcousticsLa asociación se llevará a cabo del 25 al 29 de junio en Boston, Massachusetts.
Jean-François Aubry, director de investigación del CNRS Centro Nacional de Investigación Científica en Francia y profesor asociado invitado de la Universidad de Virginia explicará cómo la tecnología detrás de HIFU es similar a cómo una lente óptica como una lupavidrio enfoca la luz. Aquí, sin embargo, una lente acústica se usa para enfocar múltiples haces de ondas de ultrasonido en el área de interés, por ejemplo, un tumor hepático. Los haces son generados por transductores piezoeléctricos, o "elementos", dispositivos queconvertir una corriente eléctrica a tensión mecánica.
"La ablación [destrucción] del tumor puede lograrse aumentando la temperatura del tejido en regiones específicas, hasta que se obtenga la necrosis térmica, típicamente calentando los tejidos hasta 60 grados Celsius durante un período de 10 segundos", dijo Aubry. Un hueso, sin embargo, tiene un coeficiente de absorción que es 10 veces mayor que el de los tejidos blandos, es decir, el hueso absorbe las ondas sonoras 10 veces más eficazmente que los tejidos blandos, y esto podría provocar un sobrecalentamiento de las costillas e incluso quemaduras graves en elpiel suprayacente
Para evitar esto, Aubry y sus colegas han desarrollado una técnica no invasiva de "inversión de tiempo", llamada método DORT, que enfoca las ondas de ultrasonido a través de las costillas aprovechando las capacidades de imagen de una matriz de elementos múltiples.
Primero, se emite un impulso de sonido desde cada elemento de la matriz, y se registran los ecos de retrodispersión correspondientes de las costillas. Al analizar la retrodispersión de múltiples elementos, es posible calcular la forma de un haz de ultrasonido que se sonicará enentre las costillas, evitando completamente el hueso.
La ecografía en el cerebro es complicada porque el hueso del cráneo, además de calentarse cuando se aplica un haz de ultrasonido, distorsiona ese haz, evitando que se enfoque adecuadamente en el tejido objetivo. Una solución es el uso de múltiplesmatrices de elementos junto con tomografía computarizada TC y resonancia magnética MR. Las simulaciones basadas en CT permiten una estimación de los cambios de fase inducidos por el cráneo y las matrices generan haces que corrigen esas aberraciones. MR se utiliza para guiary monitorear el tratamiento. Como Aubry describirá en su charla, ahora se están utilizando matrices con 1024 elementos para el tratamiento del temblor esencial, temblores parkinsonianos y tumores cerebrales.
Aunque agregar más y más elementos a estas sondas puede mejorar el enfoque de la señal, una mayor cantidad de elementos también significa un mayor costo. Para solucionar esto, Aubry y sus colegas han desarrollado y patentado un dispositivo de enfoque transcraneal basado en lentes queutiliza solo un elemento transductor piezoeléctrico, cubierto con una lente acústica de silicona tridimensional de espesor variable. Este elemento basado en lentes, dijo, es equivalente a un transductor de 11,000 elementos en términos de sus capacidades de conformación de fase. Aunque no lo esSin embargo, en uso clínico, el sistema de un solo elemento podría usarse para aplicaciones de baja intensidad como la neuromodulación la modulación de la actividad neuronal y para perforar aberturas localizadas y reversibles en la barrera hematoencefálica; con futuras modificaciones, dijo Aubry, elsistema podría usarse para inducir necrosis tumoral.
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Materiales proporcionados por Sociedad Acústica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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