Un nuevo método para analizar la estructura de la piel que utiliza un tipo de radiación conocida como rayos T, podría ayudar a mejorar el diagnóstico y tratamiento de afecciones de la piel como el eccema, la psoriasis y el cáncer de piel.
Científicos de la Universidad de Warwick (Reino Unido) y la Universidad de Hong Kong (CUHK) en China han demostrado que utilizando un método que implica analizar rayos T disparados desde varios ángulos diferentes, pueden construir una imagen más detallada de la estructura de un área concreta de piel y conocer su grado de hidratación, mejor de lo que permiten los métodos actuales.
Este método se describe en la revista Advanced Photonics Research y podría proporcionar una nueva herramienta a científicos y médicos para caracterizar las propiedades de la piel en individuos concretos, para ayudar en el tratamiento de las afecciones de la piel.
La radiación de terahercios (THz), o rayos T, se encuentra entre el infrarrojo y el WiFi en el espectro electromagnético. Los rayos T pueden pasar a través de muchos materiales comunes como plásticos, cerámica y ropa, lo que los hace potencialmente útiles en inspecciones no invasivas. Los fotones de baja energía de los rayos T tampoco son ionizantes, así que son muy seguros en entornos biológicos, incluidos los exámenes médicos.
«Para los pacientes con cáncer de piel, también podemos utilizar imágenes de terahercios para sondear la piel antes de que se inicie la cirugía«
Sólo se pueden detectar los rayos T que atraviesan las capas externas de la piel (estrato córneo y epidermis) antes de reflejarse, ya que los que viajan más profundamente se atenúan demasiado. Esto hace que las imágenes de rayos T sean una forma potencialmente efectiva de monitorear estas capas más externas. Para probar esto, la luz de terahercios se enfoca en la piel a través de un prisma, para alinear el rayo en un plano focal particular. Dependiendo de las propiedades de la piel, esa luz se reflejará de manera ligeramente diferente. Luego, los científicos pueden comparar las propiedades de la luz antes y después de que penetre a la piel.
Sin embargo, existen limitaciones en la espectroscopia de reflexión de terahercios estándar, y para superarlas, los científicos detrás de esta nueva investigación utilizaron elipsometría, que implica enfocar los rayos T en múltiples ángulos en el mismo área de la piel.
Demostraron con éxito que usando elipsometría podían calcular con precisión el índice de refracción de la piel (que determina la rapidez con que viaja el rayo a través de ella) medido en dos direcciones en ángulos rectos entre sí. La diferencia entre estos índices de refracción se denomina birrefringencia, y esta es la primera vez que se mide in vivo la birrefringencia de terahercios de la piel humana. Estas propiedades pueden proporcionar información valiosa sobre cuánta agua hay en la piel y permitir calcular el grosor de la misma piel.
La profesora Emma Pickwell-MacPherson, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick y del Departamento de Ingeniería Electrónica de CUHK, comenta que «queríamos demostrar que podíamos hacer mediciones de elipsometría in vivo en piel humana y calcular las propiedades de la piel. En las imágenes de reflexión de terahercios ordinarias, el grosor y el índice de refracción se combinan como un parámetro. Al tomar medidas en varios ángulos, podemos separar los dos”.
«Los dermatólogos necesitan mejores herramientas cuantitativas para usar con facilidad«
«La piel hidratada tendrá un índice de refracción diferente al de la piel deshidratada. Para las personas con trastornos de la piel, podremos probar la hidratación de su piel cuantitativamente, mejor que con las técnicas existentes. Si está tratando de mejorar los productos para el cuidado de la piel para las personas con afecciones como el eccema o la psoriasis, podríamos potencialmente hacer evaluaciones cuantitativas de cómo está mejorando la piel con diferentes productos o diferenciar los tipos de piel”, continúa Pickwell-MacPherson.
«Para los pacientes con cáncer de piel, también podemos utilizar imágenes de terahercios para sondear la piel antes de que se inicie la cirugía, para tener una mejor idea de hasta dónde se ha diseminado un tumor. El cáncer de piel afecta las propiedades de la piel y algunas de ellas son invisibles ya que están debajo de la superficie«.
El Dr. Xuequan Chen, primer autor del estudio y becario postdoctoral del Departamento de Ingeniería Electrónica de CUHK, asegura que «se sabe que los rayos T son sensibles al nivel de hidratación de la piel. Sin embargo, señalamos que la estructura del estrato córneo también reacciona a los reflejos de terahercios. Nuestra técnica permite explorar con sensibilidad esta propiedad de estructura, lo que proporciona información completa sobre la piel y es de gran utilidad para el diagnóstico cutáneo«.
Para probar su método, los investigadores hicieron que los voluntarios colocaran su brazo en la ventana de imágenes de su equipo de rayos T durante 30 minutos, después de aclimatarse a la temperatura ambiente y la sequedad del laboratorio. Al sostener su piel contra la superficie de la ventana de imágenes, bloquearon el escape de agua de su piel en forma de transpiración, un proceso conocido como oclusión.
Luego, los investigadores realizaron cuatro mediciones en ángulo recto entre sí cada dos minutos durante media hora, para poder monitorear el efecto de la oclusión a lo largo del tiempo. Debido a que los rayos T son particularmente sensibles al agua, podrían ver una diferencia notable a medida que el agua se acumula en la piel, lo que sugiere que el método podría mostrar cómo es de efectivo es un producto para mantener la piel hidratada, por ejemplo.
Las investigaciones posteriores buscarán mejorar la instrumentación del proceso y cómo podría funcionar como un dispositivo práctico. Según la profesora Pickwell-MacPherson, «no tenemos nada que sea realmente preciso para medir la piel que los médicos puedan utilizar. Los dermatólogos necesitan mejores herramientas cuantitativas para usar con facilidad”.
«Si esto funciona bien, podría ir a una clínica, colocar su brazo en un escáner, se trazaría su curva de oclusión y se podría recomendar un producto adecuado para su piel. Podríamos obtener medicamentos más personalizados y desarrollar productos para diferentes respuestas de la piel. Realmente podría encajar con el enfoque actual de la medicina personalizada«, concluye.
Fuente: Advanced Photonics Research.
