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La nueva tecnología da mirada sin precedente dentro de capilares

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Más de 40 mil millones capilar-minúsculos, pelo-como sangre buque-se encargan con oxígeno y alimentos que llevan a los alcances lejanos del cuerpo humano. Pero a pesar de su número escarpado e importancia monumental para las funciones y el metabolismo básicos, se sabe no mucho sobre sus funcionamientos internos.

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Ahora un equipo de la Universidad Northwestern ha desarrollado una nueva herramienta que la sangre de las imágenes atraviesa estos buques minúsculos, dando la penetración en esta porción central del sistema circulatorio humano. El contraste espectral llamado la angiografía óptica de la tomografía de la coherencia (SC-OCTA), la técnica 3-D-imaging puede detectar cambios sutiles en la organización capilar para el diagnóstico precoz de la enfermedad.

“Ha habido un empuje progresivo a vasos sanguíneos más pequeños y más pequeños de la imagen y proporciona más completo, información funcional,” dijo a Vadim Backman, que llevó el estudio. “Ahora podemos ver incluso los capilares y el flujo de sangre más pequeño de la medida, la oxigenación y la tasa metabólica.”

El papel fue publicado en la luz del diario: Ciencia y usos. Backman es Walter Dill Scott Professor de la ingeniería biomédica en la escuela del noroeste de McCormick de la ingeniería.

Los investigadores y los médicos han podido de largo ver dentro de las venas y de las arterias importantes con el ultrasonido de Doppler, que utiliza ondas del sonido de alta frecuencia para medir el flujo de sangre. Pero esta penetración no da una imagen completa del sistema circulatorio. A diferencia de las venas y de las arterias, los capilares son responsables de intercambio del oxígeno, o de entregar el oxígeno a los órganos y a los tejidos en el cuerpo mientras que van y el dióxido de carbono lejos. El oxígeno bajo de la sangre puede causar problemas suaves tales como dolores de cabeza a los problemas severos tales como paro cardíaco.

“Usted puede hacer que la gran sangre atraviese arterias y todavía no tiene absolutamente ninguna sangre que envía el oxígeno a los tejidos si usted no tiene la microvascularización derecha,” Backman dijo. El “intercambio del oxígeno es importante para todo que lo hace el cuerpo. Pero muchas preguntas sobre qué suceden en la microvascularización han ido por contestar porque no había herramienta para estudiarlo. Ahora podemos abordar eso.”

“SC-OCTA es una herramienta de diagnóstico valiosa,” añadió James Winkelmann, un estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Backman y autor del estudio al primer. “Podemos ahora detectar alteraciones a la organización capilar, que es evidente en una variedad de condiciones que se extienden de cáncer a la enfermedad cardiovascular. La detección de estas enfermedades tiene anterior el potencial para ahorrar vidas.”

Los investigadores han tenido dificultades el mirar dentro de capilares debido al tamaño microscópico de los buques. Un solo capilar es simples 5 a 10 micrones en el diámetro-tan pequeño que los glóbulos rojos deben atravesar en solo archivo.

SC-OCTA trabaja combinando la espectroscopia, que mira las diversas longitudes de onda ligeras visibles, o espectros de color, con la tomografía óptica convencional de la coherencia (OCT), que es similar al ultrasonido excepto ondas ligeras de las aplicaciones en vez de ondas acústicas. Como un radar, OCT establece claramente el tejido del interés, y entonces la espectroscopia lo caracteriza.

SC-OCTA tiene muchas ventajas sobre proyección de imagen tradicional: no confía en los tintes inyectados para el contraste o la radiación dañina. Muchos tipos de proyección de imagen también solamente trabajar si el campo de interés totalmente todavía se está moviendo (por ejemplo, ultrasonido pueden solamente sangre de la imagen cuando está fluyendo) o. SC-OCTA puede tomar una imagen clara de ambos. Esto lo permite a la sangre estancada de la imagen o a los órganos móviles, tales como un corazón de derrota.

“Puede medir la sangre que fluye sin importar cómo rápidamente va, así que el movimiento no es un problema,” Backman dijo.

La “capacidad única de SC-OCTA a la sangre no-que fluía de la imagen podría también convertirse en una herramienta valiosa para el campo floreciente de los organoids, que los estudios cómo los órganos convertirse y responder a la enfermedad,” Winkelmann dijo. “Me excitan para comenzar a explorar todos los usos.”

La única limitación de la nueva tecnología es que no puede milímetro más profundo de la imagen un de 1. Éste pudo parecer bajo comparado al ultrasonido, que puede considerar varios centímetros debajo de la superficie.

Backman dijo que esto puede ser remediada poniendo la herramienta en el extremo de una punta de prueba endoscópica. Insertándolo en el cuerpo, la herramienta puede para arriba-cierre de los órganos de la imagen. Ése es algo que su laboratorio ahora está trabajando encendido.