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Nano-Tomografía para producir imágenes detalladas en 3D de las estructuras de los huesos frágiles

Published on October 13, 2010 at 7:09 PM

Los científicos que trabajan en Alemania y Suiza han desarrollado un novedoso método de nano-tomografía, que utiliza rayos X para permitir a los médicos a producir en tres dimensiones (3D) de imágenes detalladas de las estructuras de los huesos frágiles. Este método podría conducir al desarrollo de mejores enfoques terapéuticos para hacer frente a la enfermedad de los huesos quebradizos osteoporosis, uno de los trastornos más comunes entre las personas mayores. El nuevo método fue presentado recientemente en la revista Nature.

Los investigadores de la Technische Universitaet Muenchen (TUM) en Alemania, el Instituto Paul Scherrer de Suiza y el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH-Zurich) dijo que la osteoporosis se diagnostica en la actualidad casi exclusivamente mediante el establecimiento de una reducción general de la densidad ósea. Este nuevo método se da mucha información más sobre la estructura de asociados locales y los cambios de densidad ósea. Hasta ahora los médicos se han visto obstaculizados por la falta de capacidad para analizar en detalle los cambios en la densidad ósea.

Profesor de TUM Franz Pfeiffer dijo que esto es a punto de cambiar. "Con nuestro nuevo desarrollo de nano-CT [computarizada tomorgraphy] método, ahora es posible visualizar la estructura ósea y los cambios de densidad en alta resolución y en 3D, explicó el profesor Pfeiffer, quien dirigió la investigación. Esto "nos permitirá hacer una investigación sobre los cambios estructurales relacionados con la osteoporosis en una escala nanométrica y así desarrollar mejores enfoques terapéuticos.

El equipo del profesor Pfeiffer utiliza rayos X de CT para desarrollar su método. De exploración por TAC se utilizan todos los días en los hospitales y consultorios médicos para la detección de diagnóstico del cuerpo humano - el cuerpo es sometido a rayos X, mientras que un detector de registros desde diferentes ángulos la cantidad de radiación es absorbida.

"En principio no es nada más que tomar múltiples imágenes de rayos X desde distintas direcciones," dijeron los autores. "Una serie de tales imágenes se utilizan para generar imágenes digitales en 3D del interior del cuerpo con el procesamiento de imágenes.

El nuevo método mide la intensidad del haz global absorbida por el objeto que se examina en cada ángulo y las partes del haz de rayos X que se desvían en diferentes direcciones o "difracción". Un patrón de difracción se genera para cada punto de la muestra y el suministro de información adicional sobre la nanoestructura exacta, como radiación de rayos X es particularmente sensible a la más pequeña de los cambios estructurales, según los investigadores.

"Porque tenemos que tomar y procesar imágenes individuales tantos con extrema precisión, que fue especialmente importante durante la implementación del método a utilizar de alto brillo de rayos X de radiación y rápido, de bajo nivel de ruido pixel detectores", dijo Oliver Bunk, que fue responsable de la configuración experimental en las instalaciones del sincrotrón de la ISP en Suiza.

Los patrones de difracción fueron procesadas mediante un algoritmo desarrollado por el equipo, TUM investigador Martin Dierolf afirmó. "Hemos desarrollado un algoritmo de reconstrucción de imágenes que genera una alta resolución, imágenes en 3D de la muestra con más de 100.000 patrones de difracción", dijo. 'Este algoritmo tiene en cuenta no sólo la absorción de rayos X clásica, sino también el cambio de fase mucho más sensibles de los rayos-X.

Roger Wepf, Director del Centro de Microscopía Electrónica de la ETH Zurich (EMEZ), reconoció que si bien el nuevo nano-CT procedimiento no conseguir la resolución espacial disponible actualmente en microscopía electrónica "," se puede - debido a la alta penetración de la X Los rayos - generan las imágenes en 3D de tomografía de las muestras óseas.

Me dijo: 'El nuevo nano-CT procedimiento también se destaca por su alta capacidad de precisión en la medición ósea densidad, que es particularmente importante en la investigación de los huesos. " Los investigadores señalaron que el método va a abrir la puerta a estudios más precisos en la fase temprana de la osteoporosis y para la evaluación de los resultados terapéuticos de los diversos tratamientos en ensayos clínicos.

Fuente: Cordis

Last Update: 7. October 2011 20:00

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