Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke han desarrollado un escáner de tomografía de coherencia óptica OCT portátil y de bajo costo que promete llevar la tecnología para salvar la visión a las regiones desatendidas en los Estados Unidos y en el extranjero.
Gracias a un espectrómetro rediseñado impreso en 3D, el escáner es 15 veces más liviano y más pequeño que los sistemas comerciales actuales y está hecho de piezas que cuestan menos de una décima parte del precio minorista de los sistemas comerciales, todo sin sacrificar la calidad de imagen.
En su primer ensayo clínico, el nuevo escáner OCT produjo imágenes de 120 retinas que eran 95 por ciento tan nítidas como las tomadas por los sistemas comerciales actuales, lo que fue suficiente para un diagnóstico clínico preciso.
Los resultados aparecen en línea el 28 de junio en Ciencia y tecnología de la visión traslacional , un diario de ARVO
En uso desde la década de 1990, las imágenes de OCT se han convertido en el estándar de atención para el diagnóstico de muchas enfermedades de la retina, incluidas la degeneración macular y la retinopatía diabética, así como para el glaucoma. Sin embargo, la OCT rara vez se incluye como parte de un examen de detección estándar desdelas máquinas pueden costar más de $ 100,000, lo que significa que generalmente solo las tienen los centros oculares más grandes.
"Una vez que ha perdido la visión, es muy difícil recuperarla, por lo que la clave para prevenir la ceguera es la detección temprana", dijo Adam Wax, profesor de ingeniería biomédica en Duke. "Nuestro objetivo es hacer que la OCT sea drásticamente menos costosa, por lo quemás clínicas pueden pagar los dispositivos, especialmente en entornos de salud global "
OCT es el análogo óptico del ultrasonido, que funciona enviando ondas de sonido a los tejidos y midiendo cuánto tardan en regresar. Pero debido a que la luz es mucho más rápida que el sonido, medir el tiempo es más difícil. Para medir el tiempo de rebote de las ondas de luzDe vuelta del tejido que se está escaneando, los dispositivos OCT usan un espectrómetro para determinar cuánto ha cambiado su fase en comparación con ondas de luz idénticas que han recorrido la misma distancia pero que no han interactuado con el tejido.
La tecnología principal que permite el dispositivo OCT más pequeño y menos costoso es un nuevo tipo de espectrómetro diseñado por Wax y su antiguo estudiante graduado Sanghoon Kim. Los espectrómetros tradicionales están hechos principalmente de componentes metálicos cortados con precisión y luz directa a través de una serie de lentes, espejosy ranuras de difracción con forma de W. Mientras que esta configuración proporciona un alto grado de precisión, los ligeros cambios mecánicos causados por golpes o incluso cambios de temperatura pueden crear desalineaciones.
El diseño de Wax, sin embargo, toma la luz en una trayectoria circular dentro de una carcasa hecha principalmente de plástico impreso en 3D. Debido a que la trayectoria de la luz del espectrómetro es circular, cualquier expansión o contracción debida a cambios de temperatura ocurre simétricamente, equilibrándose para mantener la luzelementos ópticos alineados. El dispositivo también utiliza un detector más grande al final del recorrido de la luz para que las desalineaciones sean menos probables.
Las máquinas OCT tradicionales pesan más de 60 libras, ocupan un escritorio completo y cuestan entre $ 50,000 y $ 120,000. El nuevo dispositivo OCT pesa cuatro libras, es aproximadamente del tamaño de una lonchera y, Wax espera, se venderá por menosde $ 15,000.
"En este momento, los dispositivos OCT se sientan en su propia habitación y requieren que un científico de doctorado los modifique para que todo funcione correctamente", dijo Wax. "Los nuestros simplemente pueden sentarse en un estante de la oficina y ser desmontados, usados y colocadosde vuelta sin problemas. Hemos escaneado personas en un Starbucks con él "
En el nuevo estudio, J. Niklas Ulrich, cirujano de retina y profesor asociado de oftalmología en la Facultad de medicina de la Universidad de Carolina del Norte, puso a prueba el nuevo escáner OCT contra un instrumento comercial producido por Heidelberg Engineering. Realizó imágenes clínicasen ambos ojos de 60 pacientes, la mitad de voluntarios sanos y la otra mitad con algún tipo de enfermedad de la retina.
Para comparar las imágenes producidas por ambas máquinas, los investigadores utilizaron la relación de contraste a ruido, una medida que a menudo se usa para determinar la calidad de imagen en imágenes médicas. Los resultados mostraron que, con esta métrica, la OCT portátil de bajo costoel escáner proporcionó un contraste útil que fue solo un 5,6 por ciento menos que el de la máquina comercial, que todavía es lo suficientemente bueno como para permitir el diagnóstico clínico.
"Me ha impresionado mucho la calidad de las imágenes del dispositivo de bajo costo; es absolutamente comparable a nuestras máquinas comerciales estándar", dijo Ulrich. "Obviamente carece de algunas características de nuestros escáneres OCT de $ 100k +,pero permite un diagnóstico preciso de la enfermedad de la retina estructural, así como el monitoreo del éxito del tratamiento. La configuración es rápida y fácil con un tamaño reducido, lo que permite que el dispositivo funcione bien en oficinas satélite más pequeñas. Espero que el desarrollo de esta OCT de bajo costomejorará el acceso de los pacientes a la tecnología OCT y contribuirá a salvar la vista en Carolina del Norte, así como a nivel nacional y mundial "
Wax está comercializando el dispositivo a través de una nueva empresa llamada Lumedica, que ya está produciendo y vendiendo instrumentos de primera generación para aplicaciones de investigación. La compañía espera asegurar el respaldo de la empresa en el futuro cercano y también está negociando posibles acuerdos de licencia con compañías externas.
"Hay mucho interés por parte de las personas que desean llevar la OCT a nuevas partes del mundo, así como a las poblaciones desatendidas aquí en los Estados Unidos", dijo Wax. "Con el creciente número de casos de retinopatía diabética en lugares comoEstados Unidos, India y China, esperamos poder salvar la vista de mucha gente al aumentar drásticamente el acceso a esta tecnología ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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