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El nuevo 'GPS interno' utiliza sensores internos para rastrear cambios corporales


Los médicos finalmente podrían monitorear el cuerpo humano de una manera más íntima sin las operaciones invasivas que vienen

Un equipo del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del Instituto Tecnológico de Massachusetts desarrolló un sistema de seguimiento en el cuerpo que podría ayudar a los médicos a evitar los osciloscopios invasivos.

Este sistema de "GPS en el cuerpo" se llama ReMix y puede localizar con éxito los implantes dentro del cuerpo y rastrear lo que sucede en el interior. Estos cambios pueden ser cualquier cosa, desde asegurarse de que los tumores no se muevan o desplazarse, o controlar cómo los medicamentos afectan un área.

El proyecto CSAIL fue dirigido por la profesora Dina Katabi en colaboración con el Hospital General de Massachusetts. Katabi y el equipo demostraron con éxito los implantes en pruebas con animales con una precisión de un centímetro.

Seguimiento interno de resultados externos

Probar ReMix requirió que los investigadores pensaran de manera creativa. El equipo de Katabi implantó pequeños marcadores dentro del tejido animal. Para rastrear el movimiento, el equipo usó un dispositivo inalámbrico y un algoritmo para señalar exactamente dónde estaba el marcador.

A diferencia de otros sistemas de sensores, el marcador dentro del tejido no necesitaba transmitir una señal por sí mismo. Reflejaba la señal emitida por el dispositivo inalámbrico que se encuentra fuera del tejido. Esto también significa que no requiere energía para funcionar.

Sin embargo, el desafío consistió en cómo dirigir la señal inalámbrica y evitar competir con los reflejos que se encuentran en el cuerpo humano. Como señalaron los investigadores, las señales reflejadas en la piel de una persona son 100 millones de veces más poderosas que las señales que se encuentran en el marcador de metal.

El equipo del MIT creó un dispositivo semiconductor (diodo) que mezcla las señales y luego filtra las señales relacionadas con la piel. Cuando todas las señales vuelven al sistema en sí, se eliminan las frecuencias originales que provenían de la piel del paciente.

El equipo espera utilizar ReMix en la terapia del cáncer y el tratamiento de tumores. Una aplicación podría ser la terapia de protones, cuando los oncólogos bombardean un tumor con protones y, por lo tanto, colocan niveles más altos de radiación en el cuerpo. La terapia de protones requiere precisión. Si un tumor se mueve durante el proceso, podría dejar tejido sano expuesto a la radiación.

Los marcadores pequeños como ReMix podrían brindar a los médicos una imagen increíblemente precisa de dónde se encuentra un tumor en el cuerpo y brindar a los pacientes opciones de tratamiento más seguras.

"La capacidad de percibir continuamente el interior del cuerpo humano ha sido en gran medida un sueño lejano", dijo Romit Roy Choudhury, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Illinois, que no participó en la investigación. "Uno de los obstáculos ha sido la comunicación inalámbrica con un dispositivo y su localización continua. ReMix da un salto en esta dirección al mostrar que el componente inalámbrico de los dispositivos implantables puede que ya no sea el cuello de botella".

Aplicaciones futuras

El equipo continuará investigando cómo ReMix impacta a los pacientes. A continuación, el MIT quiere combinar datos inalámbricos y datos médicos. Por ejemplo, permitirían a los médicos utilizar los resultados de la resonancia magnética junto con los datos de ReMix. Los investigadores también necesitan mejorar la precisión del algoritmo en sí.

"Queremos un modelo que sea técnicamente factible, aunque lo suficientemente complejo para representar con precisión el cuerpo humano", dijo el estudiante de doctorado Deepak Vasisht, autor principal del nuevo artículo. "Si queremos usar esta tecnología en pacientes con cáncer reales algún día, tendrá que provenir de un mejor modelado de la estructura física de una persona".

El equipo del MIT espera que al hacer que estos tipos de tratamientos sean más accesibles, más instalaciones médicas podrían comenzar a ofrecer centros de terapia de protones para el tratamiento. Actualmente, solo hay 100 centros en todo el mundo que ofrecen terapia de protones, según el MIT.

"Una de las razones por las que [la terapia de protones] es tan cara es por el coste 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".


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