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EL OCCIPITAL DE EINSTEIN (CIENCIA)

Una alternativa para la detección temprana del cáncer de mama: Espectroscopía optoacústica pulsada. Parte 2

Jesús Madrigal Melchor y Raúl Alberto Reyes-Villagrana

Tachas 12
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Una alternativa para la detección temprana del cáncer de mama: Espectroscopía optoacústica pulsada. Parte 2

La semana anterior se presentó la primera parte del artículo correspondiente a la detección temprana del cáncer de mama, dando estadísticas y formas de autodetección. Ahora hablaremos un poco sobre los esfuerzos científicos para la prevención de este gran problema de salud.

En la actualidad existen líneas de investigación sobre alternativas para la detección temprana del cáncer de mama, sin utilizar fuentes excitadoras ionizantes: tomografía por bioimpedancia eléctrica, termografía, termoacústica, optoacústica, etc., ninguna de ellas es invasiva.

En el año de 1880 Alexander Graham Bell realizó un experimento, en el cual deseaba transmitir señales audibles sin utilizar cables de transmisión, por lo que al hacer incidir una haz de luz solar intermitentemente sobre un bloque pequeño de selenio, detectó picos cortos (pulsos) de señal audible por medio de un tubo llamado fotófono, por el cual escuchaba estos chillidos. Este descubrimiento se mantuvo intacto durante 50 años, hasta que se inventó el micrófono. Graham Bell, a pesar de tal hallazgo, no le dio la importancia necesaria, debido a que realizaba experimentos y descubrimientos a menudo  simultánemente.

Fue hasta 1973, cuando Allan Rosencwaig y Allen Gersho desarrollaron la primera teoría de la espectroscopía fotoacústica para sólidos y semisólidos. Para observar este efecto se confina un gas dentro de una cámara o celda con la muestra como una de sus paredes. La muestra se ilumina con luz de intensidad modulada, al absorber la luz eleva su temperatura, originando con ello que haya un flujo de calor desde la muestra hacía sus alrededores, en particular hacia el gas confinado en la celda. La energía suministrada al gas, genera fluctuaciones de presión, las cuales pueden ser registradas por un micrófono.

El principio de este efecto es interpretado por las transiciones no ionizantes que transforman parte de la energía absorbida por el medio a energía térmica, la cual bajo ciertas condiciones aumenta las vibraciones acústicas. Posterior a esto, surgió una gran revolución de investigación y expansión sobre esta técnica, involucrando no solo a sólidos, sino también a gases y líquidos. Para finales de la década de los 70 y durante la década de los 80 se incrementó el número de investigaciones en casi todo tipo de materiales, incluyendo elementos orgánicos, así como no–orgánicos. Por todo esto, la técnica optoacústica se ha aplicado a casi todas las áreas de la ciencia, como Física, Química, Biología, Medicina, Geología.

En el área de la bioingeniería, se ha utilizado para conocer los coeficientes de absorción óptica de diferentes tejidos biológicos, como los tumores. A esta técnica se la ha llamado espectroscopía optoacústica pulsada por el tipo de fuente de excitación que se utiliza.

Para realizar la detección de tumores en la glándula mamaria se hace incidir un haz de láser pulsado sobre la glándula mamaria, la energía del haz es absorbida por el tumor y éste se calienta provocando una expansión termoelástica, como consecuencia, provoca alrededor del tumor ondas de presión (ondas acústicas), que se pueden detectar por medio de sensores acústicos, para posteriormente procesar sus señales utilizando la instrumentación electrónica y un computador, y obtener así una imagen de la ubicación y tamaño del tumor. Esto es posible debido a las propiedades fisiológicas, tales como la concentración de la hemoglobina y la saturación de oxigeno en la sangre. Ésta absorbe las longitudes de onda visibles en el espectro y cercanas al infrarrojo, lo cual logra un gran contraste entre las zonas de contorno entre el tejido normal y tumoral (angiogenesis).

Por la motivo, creemos que la técnica de la espectroscopía optoacústica pulsada es una alternativa para la detección de esta enfermedad, por lo tanto,  podemos concluir diciendo que es posible escuchar al cáncer de mama.

jmadrigal.melchor@fisica.uaz.edu.mx y icerarevi@hotmail.com

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