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Non-invasive imaging of brain function and disease by pulsed near infrared light

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Técnicas innovadoras para el diagnóstico por neuroimagen

Un consorcio europeo trabajó en el desarrollo de metodologías avanzadas y no invasivas de obtención de imágenes ópticas para su empleo en el diagnóstico in vivo, la observación y el pronóstico de enfermedades neurológicas graves. Este enfoque integrado podría revolucionar el diagnóstico y la observación de afecciones como el derrame cerebral o el traumatismo craneoencefálico grave.

La tomografía computarizada (TC), la obtención de imágenes por resonancia magnética (RM) y la tomografía por emisión de positrones (TEP) son técnicas de imagen que proporcionan información anatómica y psicológica exhaustiva de enorme relevancia para el diagnóstico y la terapia en la práctica clínica. Sin embargo, estos métodos no son válidos para evaluar parámetros sistémicos como el ritmo cardíaco o la presión arterial y no pueden aplicarse en la cabecera del enfermo. La electroencefalografía (EEG) es una técnica antigua que registra la actividad del cerebro de una forma continua y no invasiva. La creación del consorcio financiado con fondos europeos «Non-invasive imaging of brain function and disease by pulsed near infrared light» (NEUROPT) tuvo su origen en la necesidad de contar con una herramienta clínica para la observación continua de los parámetros hemodinámicos de la perfusión y oxigenación cerebral. Esta herramienta podría ser también un complemento de otros métodos de diagnóstico como la RM, la TC y la TEP, siendo compatible además con técnicas de registro de la actividad cerebral ya existentes, tales como la EEG y la ecografía Doppler. Con el fin de lograr dichos objetivos, los socios del consorcio tuvieron que mejorar la resolución espacial de las técnicas actuales de obtención de imágenes, eliminar artefactos y habilitar la cuantificación absoluta de parámetros fisiológicos. Con este fin, emplearon técnicas con resolución temporal que ofrecen una precisión mayor que la de la mayoría de métodos ópticos y que distinguen entre tejidos superficiales (piel y cráneo, por ejemplo) y tejido cerebral. Se crearon nuevos dispositivos fotónicos y prototipos de dispositivos que pudieran ser empleados en el entorno clínico, incluido un casco diseñado especialmente para fijar fibras ópticas a la cabeza. A través del desarrollo de software, los investigadores lograron también analizar las mediciones con resolución temporal en la superficie de la cabeza y calcular las concentraciones de oxihemoglobina y desoxihemoglobina. Además, los investigadores del consorcio NEUROPT trabajaron en el desarrollo de cálculos y modelos realistas con la finalidad específica de mejorar la propagación de la luz en la superficie de la cabeza humana. La viabilidad de este enfoque combinatorio se comprobó mediante la realización de pruebas motoras y visuales independientes en individuos sanos. Dicho enfoque se aplicó además de forma satisfactoria para realizar mediciones en pacientes con enfermedades neurológicas agudas, epilepsia fotosensible o derrames cerebrales. La naturaleza no invasiva del método empleado por el consorcio NEUROPT así como las posibilidades del mismo para su continua utilización en la cabecera del enfermo, deberían facilitar el diagnóstico del daño cerebral funcional y controlar su progreso. Por consiguiente, debería mejorar el pronóstico de los pacientes con enfermedades neurológicas graves y podría aplicarse en la obtención de imágenes del cerebro infantil.

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