Un nuovo scanner portatile sviluppato dall’UCL promette di trasformare la diagnosi clinica grazie a immagini dettagliate e rapide, aprendo nuove prospettive nella lotta contro le malattie.
La svolta tecnologica che rivoluzionerà la diagnosi medica
Negli ultimi anni, la medicina diagnostica ha visto un notevole progresso grazie allo sviluppo di tecnologie avanzate. Un’importante innovazione arriva ora dall’University College London (UCL), dove i ricercatori hanno sviluppato un nuovo scanner portatile capace di acquisire immagini 3D estremamente dettagliate in pochi secondi. Questo strumento potrebbe rivoluzionare la diagnosi precoce di malattie come il cancro e l’artrite, segnando un cambiamento radicale nell’approccio clinico.
La tecnologia su cui si basa questo scanner è la tomografia fotoacustica (PAT), una metodologia che sfrutta onde ultrasoniche generate da impulsi laser per creare immagini altamente dettagliate dei tessuti biologici. La capacità di rilevare lievi cambiamenti nei vasi sanguigni, con una risoluzione al di sotto del millimetro e a una profondità di circa 15 mm nei tessuti umani, rende questo sistema particolarmente utile per diagnosticare in anticipo patologie vascolari e infiammatorie.
Credito
Dott. Nam Huynh
Immagini in tempo reale: un salto nella velocità
Una delle principali innovazioni di questo scanner, rispetto ai precedenti sistemi PAT, è la sua straordinaria velocità. Mentre le tecnologie precedenti richiedevano oltre cinque minuti per acquisire un’immagine completa, il nuovo scanner portatile riduce questo tempo a pochi secondi. Questo salto tecnologico evita le sfocature causate dal movimento dei pazienti, rendendo il processo di scansione molto più efficiente e applicabile su soggetti fragili o malati.
Il professor Paul Beard, autore principale dello studio pubblicato su Nature Biomedical Engineering e ricercatore presso l’UCL, sottolinea che questa accelerazione permette finalmente l’utilizzo clinico della tomografia fotoacustica. Grazie alla rapidità e alla precisione dell’imaging, i medici possono ora ottenere in tempo reale immagini dettagliate delle strutture vascolari, migliorando significativamente la diagnosi e il trattamento di malattie complesse.
Applicazioni cliniche: cancro, artrite e diabete
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono molteplici e spaziano dalla diagnosi precoce di patologie cardiovascolari fino al monitoraggio del cancro. Un aspetto particolarmente promettente riguarda la capacità di identificare anomalie vascolari associate a tumori o infiammazioni, che spesso non sono rilevabili con altre tecniche di imaging. I tumori, ad esempio, presentano una densità elevata di piccoli vasi sanguigni, che possono essere monitorati tramite la PAT per valutare lo sviluppo della malattia e guidare il chirurgo durante un intervento.
Un’altra applicazione chiave riguarda la valutazione dell’artrite infiammatoria, una condizione che spesso colpisce le articolazioni delle dita. Grazie alla rapidità del nuovo scanner, è possibile effettuare una scansione completa delle articolazioni in pochi minuti, rispetto ai circa 60 minuti richiesti dai precedenti scanner PAT. Questo rappresenta un importante passo avanti, soprattutto per i pazienti anziani o fragili, che potrebbero non essere in grado di rimanere immobili per un tempo prolungato.
Il professor Andrew Plumb, radiologo consulente presso l’UCL e co-autore dello studio, evidenzia inoltre come la tomografia fotoacustica possa rivelarsi uno strumento prezioso per i pazienti affetti da diabete di tipo 2. In questi pazienti, il danno ai piccoli vasi sanguigni può compromettere il flusso sanguigno alle estremità, aumentando il rischio di ulcerazioni o persino amputazioni. Grazie alla PAT, i medici possono ora visualizzare in dettaglio la microvascolatura nei piedi e identificare precocemente segni di deterioramento.
Prospettive future: verso una diagnosi sempre più precisa
La tomografia fotoacustica rappresenta un significativo passo avanti nella capacità di visualizzare e comprendere i processi biologici, con implicazioni cliniche che si estendono ben oltre il cancro o l’artrite. Il team dell’UCL ha dimostrato che la tecnologia può anche essere utilizzata per monitorare la progressione di malattie vascolari periferiche (PVD), una condizione che colpisce milioni di persone in tutto il mondo e che spesso passa inosservata fino a quando i sintomi non diventano gravi.
Nel caso del cancro al seno, ad esempio, la PAT è stata utilizzata per monitorare l’infiammazione cutanea associata alla malattia, offrendo un nuovo strumento per valutare la risposta ai trattamenti e migliorare le decisioni cliniche. Inoltre, grazie alla sua capacità di rilevare l’emoglobina nei tessuti, la tomografia fotoacustica potrebbe aiutare i chirurghi a distinguere meglio il tessuto sano da quello malato, migliorando l’efficacia degli interventi chirurgici oncologici.
Secondo il dottor Nam Huynh, co-sviluppatore del nuovo scanner presso l’UCL, uno dei principali vantaggi della PAT risiede nella sua sensibilità all’emoglobina, una molecola che assorbe la luce e genera le onde ultrasoniche necessarie per creare le immagini. Questa caratteristica permette di visualizzare con estrema precisione i vasi sanguigni nei tessuti malati, offrendo ai medici una visione senza precedenti delle patologie vascolari.
Innovazione tecnica: come funziona il nuovo scanner
Il nuovo scanner PAT si distingue dai precedenti non solo per la velocità, ma anche per le innovazioni nella progettazione e nell’elaborazione delle immagini. Mentre i vecchi scanner misuravano le onde ultrasoniche in migliaia di punti diversi, uno alla volta, il nuovo sistema rileva queste onde simultaneamente in più punti, accelerando l’intero processo. Inoltre, l’utilizzo di sofisticati algoritmi matematici per la compressione delle immagini consente di ottenere scansioni di alta qualità con un numero significativamente inferiore di misurazioni.
Questi progressi sono stati ottenuti grazie alla collaborazione tra fisici e ingegneri dell’UCL, guidati dal professor Beard, che hanno migliorato la tecnologia PAT sin dai primi anni 2000. Oggi, questa ricerca è sostenuta da enti come Cancer Research UK e il Wellcome Trust, a dimostrazione dell’impatto potenziale della tomografia fotoacustica nella diagnosi e nel trattamento delle malattie.
Conclusione: una nuova era per la diagnosi medica
Con l’introduzione di questo scanner portatile, la tomografia fotoacustica entra finalmente nell’uso clinico, aprendo nuove prospettive per la diagnosi precoce di malattie gravi come il cancro, l’artrite e le patologie vascolari. Grazie alla velocità e alla precisione senza precedenti, i medici possono ora accedere a informazioni vitali per orientare l’assistenza ai pazienti, migliorando le possibilità di trattamento e riducendo i rischi legati alla malattia.
La strada verso una diagnosi più precisa e tempestiva è ormai tracciata, e nei prossimi anni vedremo sempre più applicazioni di questa straordinaria tecnologia nella pratica medica quotidiana.