Un GPS para el interior de tu cuerpo

By | octubre 5, 2018

El sistema inalámbrico sugiere un futuro donde los médicos podrían implantar sensores para rastrear tumores o incluso dispensar drogas.

Un GPS para el interior de tu cuerpo

Un GPS para el interior de tu cuerpo

Los procesos médicos, como las imágenes, a menudo requieren que alguien se abra o que traguen enormes tubos con cámaras. Pero, ¿y si pudiera obtener los mismos resultados con métodos que son menos costosos, invasivos y lentos?

Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT dirigidos por la profesora Dina Katabi están trabajando exactamente en eso con ReMix, un sistema que describen como un «GPS en el cuerpo». ReMix puede identificar la ubicación de los implantes ingeribles dentro del cuerpo utilizando señales inalámbricas de baja potencia. En pruebas en animales, el equipo demostró que pueden rastrear implantes con precisión a nivel de centímetro, y dijo que algún día se podrían usar implantes similares para administrar fármacos a regiones específicas del cuerpo.

Para probar ReMix, el grupo de Katabi primero implantó un pequeño marcador en los tejidos de los animales. Para rastrear su movimiento, usaron un dispositivo inalámbrico que refleja señales de radio en el paciente, y un algoritmo especial para identificar la ubicación exacta del marcador. El equipo utilizó una tecnología inalámbrica que demostraron previamente para detectar la frecuencia cardíaca, la respiración y el movimiento.

Curiosamente, el marcador dentro del cuerpo no necesita transmitir ninguna señal inalámbrica. Simplemente refleja la señal transmitida por un dispositivo fuera del cuerpo, sin necesidad de una batería o cualquier otra fuente de energía externa.

Un desafío clave en el uso de señales inalámbricas de esta manera es la gran cantidad de reflejos que rebotan en el cuerpo de una persona. De hecho, las señales que se reflejan en la piel de una persona son en realidad 100 millones de veces más poderosas que las señales del marcador de metal en sí.

Para superar esto, el equipo diseñó un enfoque que esencialmente separa las señales de piel interferente de las que están tratando de medir. Lo hicieron utilizando un pequeño dispositivo semiconductor llamado «diodo» que puede mezclar señales para que el equipo pueda filtrar las señales relacionadas con la piel. Por ejemplo, si la piel se refleja en las frecuencias de F1 y F2, el diodo crea nuevas combinaciones de esas frecuencias, como F1-F2 y F1 + F2. Cuando todas las señales se reflejan en el sistema, el sistema solo capta las frecuencias combinadas, filtrando así las frecuencias originales que provienen de la piel del paciente.

«La capacidad de sentir continuamente dentro del cuerpo humano ha sido en gran medida un sueño lejano», dice Romit Roy Choudhury, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de Illinois, que no participó en la investigación. «Uno de los obstáculos ha sido la comunicación inalámbrica a un dispositivo y su localización continua. ReMix da un salto en esta dirección al mostrar que el componente inalámbrico de los dispositivos implantables ya no puede ser el cuello de botella».

Una posible aplicación de ReMix es la terapia de protones, un tipo de tratamiento contra el cáncer que consiste en bombardear tumores con haces de protones controlados por imanes. El enfoque permite a los médicos recetar dosis más altas de radiación, pero requiere un alto grado de precisión, lo que significa que generalmente se limita a ciertos cánceres.

Su éxito depende de algo que en realidad no es confiable: un tumor que permanece exactamente donde está durante el proceso de radiación. Si un tumor se mueve, las áreas sanas podrían estar expuestas a la radiación. Pero con un pequeño marcador como el de ReMix, los médicos podrían determinar mejor la ubicación de un tumor en tiempo real, y ser capaces de detener el tratamiento o dirigir el haz hacia la posición correcta para manejar el movimiento. (Para que quede claro, ReMix aún no es lo suficientemente preciso como para usarlo en entornos clínicos; Katabi dice que sería necesario un margen de error más cercano a un par de milímetros para la implementación real).

Mirando hacia el futuro

Todavía quedan muchos desafíos por delante para mejorar ReMix. El equipo espera combinar los datos inalámbricos con información médica como escaneos MRI para mejorar aún más la precisión del sistema. Además, el equipo continuará revaluando el algoritmo y las diversas compensaciones necesarias para dar cuenta de la complejidad de los cuerpos de las diferentes personas.

«Queremos un modelo que sea técnicamente factible, aunque lo suficientemente complejo como para representar con precisión el cuerpo humano», dice el estudiante de doctorado Deepak Vasisht, autor principal del nuevo documento. «Si queremos usar esta tecnología en pacientes con cáncer real algún día, tendrá que venir de un mejor modelo de la estructura física de una persona».

ReMix fue desarrollado en colaboración con investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH). El equipo dice que tales sistemas podrían ayudar a permitir una adopción más generalizada de los centros de terapia de protones, de los cuales solo hay unos 100 a nivel mundial.

«Una razón por la que [la terapia de protones] es tan costosa es por el costo de instalación del hardware», dice Vasisht. «Si estos sistemas pueden fomentar más aplicaciones de la tecnología, habrá más demanda, lo que significará más centros de terapia y precios más bajos para los pacientes».


Fuente de la información: 

  1. Instituto de Tecnología de Massachusetts, CSAIL.
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Author: Antonio Manuel

Antonio Manuel es un especialista en suplementación deportiva y productos de dietética, escritor de fitness y nutrición para diferentes medios digitales y profesional del deporte calificado. El lleva desde 2005 trabajando en el sector de la nutrición deportiva, con una gran experiencia en su área de especialización de músculos y fuerza. El se encuentra en formación continua y le apaciona el mundo de la salud.