Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Imágenes médicas: de los rayos X a la luz

  • Autor: Pablo Artal, Catedrático de Óptica del Departamento de Física de la Universidad de Murcia.

Un objetivo común de la Física, la Ingeniería y la Medicina en las últimas décadas es el desarrollo de técnicas que proporcionen mejores imágenes del interior del cuerpo humano de forma no invasiva. Los sistemas de diagnóstico por imagen se han convertido, desde la generalización de los rayos X, en unos aliados fundamentales del médico, evitándoles a los enfermos la realización de penosas pruebas de diagnóstico invasivo.

Ejemplos de técnicas de este tipo que se utilizan con éxito en la actualidad son la resonancia magnética nuclear, la tomografía computerizada o la tomografía de emisión de positrones. Dos características que buscan los investigadores que desarrollan nuevas técnicas para obtener imágenes del interior del cuerpo humano son la máxima inocuidad para el paciente, con los mínimos efectos laterales, y la posibilidad de obtener imágenes funcionales, es decir, que informen sobre que zonas del área analizada realizan una determinada función.

ALTERNATIVAS. En particular, las imágenes funcionales del cerebro son especialmente atractivas porque ilustran qué partes están activadas cuando el sujeto realiza una tarea determinada, desde mirar unas figuras coloreadas hasta pensar en sus pasadas vacaciones. Por otro lado, desde un punto de vista práctico, el precio y el tamaño de los equipos, pensando en su portabilidad, son otros requerimientos de los sistemas de diagnóstico por imagen que también deben considerarse.

Aunque las técnicas de imágenes no ópticas antes mencionadas están bien establecidas y seguirán siendo de gran utilidad, en el futuro se contará con una interesante alternativa: las técnicas de imágenes ópticas, que utilizan luz para iluminar la parte del cuerpo en estudio. Entre las ventajas que presentan se puede señalar el pequeño tamaño de las fuentes de luz, lo que hará los sistemas suficientemente compactos como para llevarlos hasta el paciente y no lo contrario, como normalmente sucede ahora. Además, la gama de colores de la luz permitirá analizar el contenido de diversas sustancias en la zona de observación, sin necesidad de usar agentes de contraste químicos o radiactivos como las técnicas actuales.

A pesar de estas potencialidades, parece extraño que puedan obtenerse imágenes del interior del cuerpo en zonas tan aparentemente opacas a la luz como el cráneo o el pecho. Pero lo cierto es que el cuerpo humano es ligeramente transparente a la luz. Tanto es así, que al interior de la cabeza, en un día soleado, penetra luz suficiente para leer este periódico, lo que sin duda es un ejemplo sorprendente. No lo es tanto si se piensa en la experiencia común de iluminar por detrás los dedos o las orejas, que aparecen translúcidos en tonos rojizos, lo que indica que es precisamente la luz roja e infrarroja la que más penetra en los tejidos.

AVANCES. Las técnicas simples de hacer imágenes ópticas por transiluminación se han utilizado desde antiguo para detectar algunos tipos de cáncer, pero su resolución y precisión para el diagnóstico era muy pobre. Sin embargo, en los últimos años la Investigación en esta área está produciendo tal número de avances que es de esperar que, en un futuro próximo, las imágenes con luz complementen a otras técnicas y puedan incluso evitar biopsias quirúrgicas, detectando si un tumor es maligno o benigno por sus propiedades ópticas.

Una de las dificultades de las técnicas ópticas es precisamente el alto grado de opacidad de los tejidos a la luz. Cuando un tejido se ilumina, solo una parte de la luz en un millón penetra lo suficiente, mientras que el resto se absorbe o dispersa. Esto hace el problema de hacer imágenes de objetos en el interior de los tejidos similar a hacer una foto de un letrero distante en un día de niebla muy espesa, pretendiendo leer después las letras más pequeñas. Sin embargo, las técnicas de detección son cada vez más sensibles y capaces de capturar los pocos fotones (llamados balísticos) que consiguen atravesar los tejidos sin desviarse de su trayectoria y que son los que llevan la información sobre los objetos ocultos. Esto comienza abrir las puertas a todas las ventajas de la luz para hacer imágenes muy seguras y con mucha información del interior del cuerpo humano. Otro de los problemas de usar luz ha sido la baja resolución alcanzada, es decir, que solo era posible detectar objetos de tamaño relativamente grande, y por lo tanto las estructuras más pequeñas permanecían ocultas, limitando la utilidad de estos métodos ópticos para la detección precoz y fiable.

AVANCES. Sin embargo, se están logrando avances muy importantes. Por ejemplo, un grupo de investigadores en Boston ha conseguido, recientemente, mediante una técnica que usa luz, denominada tomografía óptica coherente, detectar objetos de tan solo centésimas de milímetro ocultos en el interior de tejidos humanos, lo que es significativamente más pequeño que los detalles que pueden apreciarse con resonancia magnética o ultrasonidos.

Estos avances hacen pensar que en un futuro las técnicas ópticas se emplearán de forma rutinaria como potentes herramientas de diagnóstico. Se utilizarán equipos portátiles, y entre otras posibilidades identificarán tumores o proporcionarán información durante las intervenciones quirúrgicas lo que permitirá evitar posibles errores en tiempo real. Al igual que otros campos ya están siendo, pacífica y silenciosamente, invadidos por sistemas y técnicas ópticas, los métodos de diagnóstico por imagen en medicina también parece que bien pronto lo serán, para beneficio de los potenciales usuarios.