Contenidos
Charla «Cómo la tecnología de la luz está cambiando la medicina – Sajan Saini» de TED-Ed en español.
Mirar la lección completa en https://ed.ted.com/lessons/how-light-technology-is-changing-medicine-sajan-saini
Una imagen cada vez más común en los hospitales de todo el mundo es la de la enfermera que nos mide la altura, el peso y la presión arterial, y nos coloca en el dedo una pinza de plástico que emite luz . De inmediato, una pantalla digital muestra el nivel de oxígeno en la sangre. ¿Cómo ocurre esto? Sajan Saini nos explica cómo el uso de la luz en la fotónica integrada está abriendo el camino a nuevas tecnologías médicas y a herramientas de diagnóstico menos invasivas.
Lección de Sajan Saini; dirección de Artrake Studio.
- Autor/a de la charla: Sajan Saini
- Fecha de grabación: 2019-06-04
- Fecha de publicación: 2019-06-04
- Duración de «Cómo la tecnología de la luz está cambiando la medicina – Sajan Saini»: 307 segundos
Traducción de «Cómo la tecnología de la luz está cambiando la medicina – Sajan Saini» en español.
Una imagen cada vez más común en los hospitales de todo el mundo es la de una enfermera que nos mide la altura, el peso y la presión arterial, y nos coloca en el dedo una pinza de plástico que emite luz.
De inmediato, una pantalla digital registra el nivel de oxígeno en la sangre.
¿Cómo es posible? ¿Cómo es que un dispositivo de plástico proporciona datos sobre la sangre sin que nos extraigan una muestra? Veamos cuál es el truco: nuestro cuerpo es translúcido, es decir que no bloquea la luz de manera total, ni tampoco la refleja.
En realidad, un poco de luz puede atravesar la piel, los músculos y los vasos sanguíneos.
¿No te convences? Pon una linterna encendida detrás del pulgar.
Sucede que la luz nos permite estudiar el cuerpo por dentro.
Volvamos al dispositivo médico que se coloca en el dedo.
Recibe el nombre de «oxímetro de pulso».
Cuando inhalamos, los pulmones permiten el ingreso de oxígeno en las moléculas de hemoglobina, y el oxímetro de pulso mide la relación entre la hemoglobina oxigenada y la hemoglobina no oxigenada.
Lo hace mediante una diminuta luz LED roja adosada a un lado de la pinza, y un pequeño detector de luz incorporado al otro lado.
Cuando la luz LED ilumina el dedo, la hemoglobina no oxigenada de los vasos sanguíneos absorbe la luz roja con mayor intensidad que la hemoglobina oxigenada.
Por eso, la cantidad de luz que logre atravesar el dedo dependerá del nivel de concentración en los dos tipos de hemoglobina.
Pero los vasos sanguíneos de los dedos pueden diferir en tamaño según el paciente.
En un caso, un nivel de saturación del 95 % corresponde a un nivel normal de oxigenación.
Pero en un paciente con arterias más pequeñas, los mismos valores podrían distorsionar peligrosamente el verdadero nivel de oxígeno.
Esto se solucionaría con una segunda luz LED de longitud de onda infrarroja.
La luz está compuesta por un amplio espectro de longitudes de ondas, y la luz infrarroja se ubica apenas pasando el límite de los colores visibles.
Todas las moléculas, incluida la hemoglobina, absorben con distinta intensidad las luces del espectro.
Por ello, si comparamos la absorción de la luz roja con la infrarroja, obtendremos una huella química para descartar el efecto ocasionado por el tamaño de los vasos sanguíneos.
Actualmente, hay una industria emergente en sensores médicos para analizar con precisión todo tipo de huellas químicas mediante diminutos dispositivos que funcionan a base de luz y no superan una décima de milímetro.
Esta tecnología microscópica, llamada «fotónica integrada», consiste en cables de silicio que guían la luz, como el agua en una cañería, para redireccionarla, reformarla e incluso atraparla temporalmente.
Un resonador de anillo, que es un cable circular de silicio, atrapa la luz y mejora la detección de las huellas químicas.
Cuando está cerca de un cable de silicio, un anillo separa y almacena temporalmente solo ciertas ondas de luz, aquellas cuya longitud de onda periódica cabe un número entero de veces en la circunferencia del anillo.
Es el mismo efecto que se produce cuando punteamos las cuerdas de una guitarra.
Solo ciertos patrones vibratorios predominan en una cuerda de determinada longitud para producir una nota particular junto con sus sobretonos.
Los resonadores de anillo fueron originalmente diseñados para dirigir con eficiencia distintas longitudes de onda, cada una de las cuales es un canal de datos digitales, en redes de comunicación por fibra óptica.
Pero algún día, esta forma de guiar el tráfico de datos podría adaptarse a partir de laboratorios de huellas químicas en miniatura incorporados en chips del tamaño de una moneda.
Estos futuros laboratorios dentro de un chip podrían detectar de manera sencilla, rápida y no invasiva una serie de enfermedades con el análisis de la saliva o el sudor de una persona en el consultorio o desde la comodidad del hogar.
La saliva humana, en particular, refleja la composición de las proteínas y hormonas del organismo y puede dar señales tempranas de la existencia de ciertos cánceres y de enfermedades infecciosas e autoinmunes.
Para identificar una enfermedad de manera precisa, un chip de este tipo puede valerse de varios métodos, como la identificación de huellas químicas, para filtrar la gran mezcla de restos de sustancias en una muestra de saliva.
Las distintas biomoléculas de la saliva absorben luz en la misma longitud de onda, pero cada una tiene una huella química particular.
En estos chips, una vez que la luz atraviesa la muestra de saliva, una serie de anillos muy bien afinados pueden separar una longitud de onda levemente distinta y enviarla a su detector de luz correspondiente.
En conjunto, este grupo de detectores identificará la huella química acumulada en la muestra.
Con esta información, una pequeña computadora integrada en un chip que contiene una biblioteca de huellas químicas para las distintas moléculas, puede calcular las concentraciones relativas y ayudar a diagnosticar una enfermedad en particular.
De comunicaciones por todo el mundo a laboratorios contenidos en un chip, la humanidad le ha dado un nuevo sentido al uso de la luz tanto para transmitir como para extraer información.
La luz nos sigue iluminando para sorprendernos con nuevos descubrimientos.
https://www.ted.com/talks/sajan_saini_how_light_technology_is_changing_medicine/