La mesoscopia optoacustica pronta a rivoluzionare la medicina
Le malattie della pelle influiscono fortemente sulla società, sia a livello socio-economico, sia a livello sanitario. Le tecniche di imaging all’attuale stato dell’arte come la dermoscopia e microscopia confocale forniscono solo una vista parziale della pelle e sono fortemente influenzate dalla dispersione della luce, che limita la profondità di penetrazione a poche centinaia di micrometri in superficie. Le summenzionate tecniche ottiche non consentono di visualizzare l’intera profondità della di pelle che è di circa 1,5 mm. Poiché la struttura vascolare della pelle riflette i sintomi di un’ampia varietà di malattie da molteplici campi della medicina, sarebbe di grande interesse e importanza disporre di una modalità di imaging che consenta la visualizzazione del sistema vascolare della pelle. Anche se la tomografia a coerenza ottica (Optical Coherence Tomography, TCO) può andare leggermente più a fondo di qualche centinaia di micrometri usando soglie di coerenza, la natura del meccanismo di contrasto non consente di risolvere i composti biologicamente rilevanti come l’emoglobina. Analogamente gli ultrasuoni possono penetrare in profondità nel tessuto ma si affidano alla somministrazione di agenti esterni per risolvere l’emoglobina ad alta risoluzione. Con il sostegno finanziario dall’UE, il team HIFI (Hybrid fluorescence optoacoustic imaging) ha valutato le capacità di un nuovo sistema di mesoscopia optoacustica per l’imaging della pelle. La caratteristica principale di questa particolare tecnologia è l’uso di rilevatori optoacustici in grado di rilevare segnali a banda larga il cui contenuto di frequenza varia da poche decine di MHz a quasi 180 MHz. Tali capacità di lavoro a banda larga permettono l’imaging di oggetti a scale diverse, che vanno da ~5 μm a ~100 μm nel tessuto profondo (~4 mm). È importante notare che il sistema è stato miniaturizzato per consentire un funzionamento più comodo con un dispositivo palmare. Utilizzando materiali simili al tessuto umano, i ricercatori hanno confermato la capacità del sistema di rappresentare altrettanto bene le strutture piccole, identificate come i più piccoli vasi capillari della pelle, quanto i più grandi vasi del derma profondo. Inoltre le immagini ricostruite da successivi esperimenti in vivo hanno rivelato anche l’intera struttura vascolare della pelle oltre ad elementi epidermici aggiuntivi, come lo strato germinativo e lo strato corneo; il sistema vascolare è stato derivato dai forti segnali optoacustici generati dall’emoglobina. Questa è stata la prima dimostrazione in vivo della fattibilità dell’utilizzo di strutture vascolari della pelle per scopi diagnostici. Alcuni studi pilota su malattie della pelle come psoriasi, eczema, vasculite e angioma hanno suggerito che il sistema ha l’enorme potenziale di rendere sostenibili la diagnosi e le strategie di trattamento delle malattie della pelle. Poiché il sistema vascolare della pelle riflette non solo i sintomi di malattie associate alla pelle ma anche di altre patologie (ad esempio diabete o ipertensione), ci si attende che l’impatto della mesoscopia optoacustica vada ben oltre il campo della dermatologia. Per progredire verso l’utilizzo clinico della tecnologia, il team HIFI ha già iniziato a passare dalla prova del prototipo di concetto verso la costruzione di un sistema stabile, ad esplorare i limiti delle sue capacità di imaging, individuando specifiche esigenze cliniche al di là delle malattie della pelle e a quantificare l’impatto reale del sistema nei vari ambiti clinici specifici.
Parole chiave
Tomografia optoacustica, tessuto umano, onde ultrasoniche, malattie della pelle, imaging
