Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e da Universidade do Sul da Califórnia (USC) desenvolveram um novo método de imagem médica capaz de gerar imagens tridimensionais coloridas que revelam tanto a estrutura dos tecidos moles quanto o funcionamento dos vasos sanguíneos. O estudo foi publicado na revista Nature Biomedical Engineering.
A técnica, batizada de RUS-PAT, combina tomografia ultrassônica rotacional com tomografia fotoacústica. O método já foi testado em diferentes partes do corpo humano e pode abrir caminho para avanços na detecção do câncer de mama, no monitoramento de danos nervosos associados ao diabetes e em pesquisas sobre o cérebro.
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O ultrassom convencional, amplamente utilizado na prática clínica, é rápido e acessível, mas oferece imagens bidimensionais e com campo de visão limitado, focadas principalmente na forma dos tecidos.
Já a imagem fotoacústica funciona a partir da emissão de pulsos de laser no corpo, detectando ondas sonoras geradas quando determinadas moléculas absorvem essa luz.
Esse processo permite visualizar vasos sanguíneos em cores ópticas e observar o fluxo sanguíneo, mas não detalha bem a estrutura dos tecidos.
Outras tecnologias de imagem médica, como a tomografia computadorizada e a ressonância magnética, também apresentam limitações, incluindo o uso de agentes de contraste, exposição à radiação ionizante, custos elevados ou maior tempo de realização dos exames.
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Integração de tecnologias
Para superar essas restrições, a equipe desenvolveu a RUS-PAT, unindo os pontos fortes do ultrassom e da imagem fotoacústica. A tomografia fotoacústica foi criada há mais de duas décadas por Lihong Wang, professor de engenharia médica e elétrica do Caltech, que liderou o novo projeto.
Na técnica fotoacústica, moléculas do tecido vibram após serem atingidas por pulsos curtos de laser, gerando sinais acústicos que são convertidos em imagens.
O desafio, segundo Wang, foi integrar esse processo ao ultrassom de forma eficiente. “Precisávamos encontrar uma forma ideal de combinar as duas tecnologias”, explica.
Sistema mais simples e acessível
Os sistemas tradicionais de ultrassom utilizam grandes quantidades de transdutores, o que dificulta a integração com a imagem fotoacústica. A solução encontrada foi empregar um número reduzido de detectores ultrassônicos de campo amplo, capazes de emitir ondas sonoras por todo o tecido e captar sinais de ambas as modalidades.
No modelo final, pequenos detectores dispostos em forma de arco giram ao redor de um ponto central, funcionando como um detector hemisférico completo.
Essa configuração reduz a complexidade do sistema e os custos, ampliando o potencial de aplicação clínica.
Possíveis aplicações clínicas
Para os pesquisadores, a nova técnica pode transformar exames médicos em diversas áreas. No caso do câncer de mama, a RUS-PAT pode ajudar a localizar tumores e, ao mesmo tempo, fornecer informações sobre sua atividade biológica. Em pacientes com neuropatia diabética, o método permite avaliar a estrutura dos nervos e o suprimento de oxigênio em uma única varredura.
A tecnologia também apresenta potencial para estudos do cérebro, possibilitando a análise simultânea da anatomia cerebral e da dinâmica do fluxo sanguíneo.
Características do sistema
Atualmente, o método alcança profundidades de até quatro centímetros nos tecidos. A entrega de luz por ferramentas endoscópicas pode permitir o acesso a regiões mais profundas do corpo. Cada exame dura menos de um minuto.
O sistema posiciona transdutores ultrassônicos e laser sob uma cama de varredura. Ele já foi testado em voluntários e pacientes humanos e se encontra nos estágios iniciais de transição para o uso clínico.
