Técnica com laser e ultrassom produz melhores imagens do cérebro em 3D

Não é uma simples imagem: é uma imagem da parte do cérebro que está funcionando em cada momento. [Imagem: Shuai Na et al. - 10.1038/s41551-021-00735-8]

Tomografia Computadorizada Fotoacústica Funcional

Com a ajuda de pacientes que estavam se recuperando de lesões cerebrais traumáticas, médicos e pesquisadores da Universidade do Sul da Califórnia e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (EUA) desenvolveram uma forma mais avançada de produzir imagens altamente detalhadas do cérebro humano.

Eles obtiveram as primeiras imagens da função cerebral humana usando a Tomografia Computadorizada Fotoacústica Funcional (fPACT).

É um marco na história do imageamento cerebral, fornecendo benefícios enormes em relação à tecnologia disponível hoje e largamente utilizada em pesquisa médica e científica, a conhecida ressonância magnética funcional, ou fMRI.

A geração de imagens com a técnica fPACT funciona emitindo um feixe de luz laser na área a ser visualizada. A luz é absorvida pelas moléculas de hemoglobina, que transportam oxigênio nos glóbulos vermelhos da pessoa, fazendo com que elas vibrem ultrassonicamente.

Essas vibrações ultrassônicas são então captadas por sensores e usadas na composição computadorizada da imagem - é por isso que a técnica também é conhecida como ultrassom a laser.

A tecnologia já havia sido demonstrada em modelos de tecidos animais e humanos, mas havia várias dificuldades para testar seu uso no cérebro humano. Foi aí que entraram em cena os pacientes.

"Nossos participantes foram submetidos à hemicraniectomia [a remoção temporária de uma grande parte do crânio], o que nos permitiu testar a tecnologia sem interferência, em humanos totalmente despertos, antes da cirurgia de reconstrução do crânio. Graças à participação deles, descobrimos que a fPACT é capaz de criar imagens cerebrais funcionais que são superiores em alguns aspectos à fMRI de 7 teslas," contou o professor Charles Liu. "Isso é algo que mudará a neuroimagem para sempre."

Esquema da Tomografia Computadorizada Fotoacústica Funcional, ou fPACT.
[Imagem: Shuai Na et al. - 10.1038/s41551-021-00735-8]

Imagem funcional

Como o fluxo sanguíneo aumenta para áreas específicas do cérebro durante tarefas cognitivas, imagens que mostrem as alterações na concentração sanguínea e na oxigenação são conhecidas como imagens funcionais.

O padrão ouro em imagens cerebrais funcionais por mais de duas décadas, a imagem por ressonância magnética funcional (fMRI), transformou as pesquisas e o atendimento clínico.

No entanto, devido ao seu alto custo e a limitações funcionais, os cientistas continuaram a procurar novas maneiras de ver o cérebro humano.

Os resultados destes primeiros experimentos destacam a capacidade da fPACT de produzir mapas 3D precisos do fluxo sanguíneo, o que deverá ajudar pesquisadores e médicos a compreender melhor e a monitorar a atividade cerebral.

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