Estudiant la tiroide humana amb òptica difosa de l’infraroig proper i ultrasons

Les malalties de la tiroide són una de les patologies endocrines més comunes i afecten aproximadament 200 milions de persones a tot el món. Només a Europa, gairebé l'11% de la població pateix algun tipus de disfunció tiroidal[1]. A la majoria de les patologies de la tiroide, la vascularització (el nombre i l'estructura dels vasos sanguinis) i l'hemodinàmica estan alterades. Entendre millor aquestes alteracions podria ajudar els metges a afinar els diagnòstics, planificar les teràpies i fer un seguiment de la resposta als tractaments, però les tècniques de monitoratge que hi ha avui dia als hospitals o no són prou sensibles, o són poc pràctiques per al seu ús a gran escala.

L'espectroscòpia de l'infraroig proper és una eina rendible i no invasiva que pot ser útil per estudiar quantitativament les propietats del teixit tiroidal. Els investigadors de l'ICFO Pablo Fernández Esteberena (ara al Instituto de Física Arroyo Seco IFAS), Lorenzo Cortese, Marta Zanoletti, Giuseppe Lo Presti i Dibya Sarangi, liderats pel Prof. ICREA Turgut Durduran, han fet servir la plataforma LUCA, un dispositiu que integra l'espectroscòpia d'infraroig proper amb tècniques d'ultrasò, per caracteritzar la tiroide, mesurant simultàniament la seva anatomia. L'estudi, publicat recentment a la revista Biomedical Optics Express, és la primera caracterització de les propietats tiroidals que es duu a terme en una gran campanya clínica amb subjectes sans i pacients amb nòduls.

Una primera caracterització a través de NIRS

L'equip va estudiar 65 subjectes, inclosos 18 voluntaris sans i 47 pacients amb nòduls tiroidals ingressats a l'Hospital Clínic de Barcelona. Els investigadors van avaluar els efectes sobre les característiques del teixit de la tiroides de factors demogràfics com l'edat, l'índex de massa corporal i el sexe, variables anatòmiques com ara la profunditat de la tiroide i condicions patològiques com la presència de nòduls. També van valorar quina capacitat tenia el dispositiu per ser integrat en els procediments de cribratge que es fan de manera habitual.

Per a prendre les mesures, els metges van col·locar la sonda en la tiroide dels pacients guiant-se amb l'ajuda d'imatges d'ultrasò. La sonda utilitza l'espectroscòpia de correlació difosa (DCS) i de domini temporal (TD-NIRS) per a mesurar l'absorció i dispersió de la llum en la tiroide, l'oxigenació del teixit, el flux sanguini i el metabolisme de l'oxigen.

Els resultats mostren que factors com l’edat i l’índex de massa corporal afecten significativament els paràmetres òptics, reduint la saturació d’oxigen mesurada, la concentració d’hemoglobina i el flux sanguini. A més, en comparar els nòduls benignes amb els malignes, els investigadors van veure que els nòduls benignes tenen una saturació d'oxigen més baixa. Aquest resultat, que es limita als nòduls avaluats, s’està estudiant més detalladament en una campanya clínica més àmplia.

L'estudi presentat es pot fer servir en estudis futurs com a referència dels valors absoluts de les propietats del teixit de la tiroide, la precisió en el seu mesurament, la variabilitat dins i entre subjectes i la seva dependència de les característiques dels subjectes. Aquest tipus de dispositius tenen el potencial de millorar la precisió diagnòstica permetent als metges detectar patologies tiroidals més aviat, reduir la dependència de biòpsies invasives o desenvolupar tractaments personalitzats.

 [1] The untapped potential of the thyroid axis, The Lancet Diabetes & Endocrinology, Volume 1, Issue 3, 163 & The Incidence and Prevalence of Thyroid Dysfunction in Europe: A Meta-Analysis, Journal of Clinical Endocrinology Metabolism, 99: 923–931, 2014.

 --

L´estudi és una col·laboració d´investigadors de l´ICFO, l´Hospital Clínic de Barcelona i el centre de recerca IDIBAPS de Barcelona; el Politècnic de Milà i la Universitat de Birmingham; i les empreses IMV Imaging, VERMON i HemoPhotonics.