Este ano, o Mundo da física equipe selecionou uma inovação médica como Revelação do ano: o desenvolvimento de uma ponte digital que restaura a comunicação entre o cérebro e a medula espinhal, permitindo que um homem com paralisia fique de pé e ande naturalmente. Também relatamos vários outros avanços da engenharia neural, incluindo uma neuroprótese que restaura a comunicação para aqueles que não conseguem falar e um implante premiado que pode ajudar regular a pressão arterial em pessoas com lesões na medula espinhal.
E este é apenas um exemplo do impacto da investigação relacionada com a física no sector da saúde. Em 2023, escrevemos sobre uma série de avanços na física médica e na biotecnologia, desde detectores de contagem de fótons que produzem imagens de alta qualidade com menos meios de contraste até hidrogéis que ajudam crescer novo tecido cerebral para terapia de prótons FLASH disparada. Aqui estão mais alguns destaques que chamaram nossa atenção.
Novela aborda medicina nuclear
Entre os muitos desenvolvimentos na tecnologia de tomografia por emissão de pósitrons (PET) anunciados este ano, uma equipe de pesquisa liderada pelo Memorial Sloan Kettering Cancer Center e pela Universidade Complutense de Madrid desenvolveu um novo método de reconstrução de imagem que permite in vivo imagem de dois traçadores PET diferentes simultaneamente. Esta técnica de “PET multiplexado”, que aumenta a quantidade de informações alcançáveis durante uma única varredura, pode ser implementada em sistemas PET pré-clínicos ou clínicos sem a necessidade de modificar o hardware ou o software de aquisição de imagens.
Com o objetivo de atender à crescente demanda clínica por exames PET, pesquisadores da Universidade de Ghent, na Bélgica, estão desenvolvendo um scanner PET de corpo inteiro passo a passo. Espera-se que o sistema de imagem vertical proposto, que se parece um pouco com um scanner de segurança de aeroporto, seja mais barato e mais rápido de usar do que os instrumentos PET padrão.
E os pesquisadores da UC Davis usaram PET de corpo inteiro para realizar os primeiros testes em humanos imagem imunoPET da biodistribuição de células T em três indivíduos saudáveis e cinco pacientes em recuperação de COVID-19. A quantificação da distribuição e cinética das células imunitárias em humanos pode esclarecer como o sistema imunitário responde às infecções virais e ajudar os investigadores a desenvolver novas vacinas e tratamentos melhorados.
Radioterapia para o futuro
A introdução da radioterapia guiada por RM, que utiliza ressonância magnética para visualizar tumores e órgãos adjacentes com alta precisão enquanto o paciente está na mesa de tratamento, permite avanços clínicos, como modificação do plano em tempo real e imagens de tumores em movimento durante o tratamento. Mas os sistemas MR-linac integrados têm potencial para fazer muito mais.
Pesquisadores do Hospital Universitário de Zurique investigaram uma abordagem chamada fracionamento adaptativo, que explora o movimento entre frações (em vez de simplesmente compensá-lo), ajustando a dose prescrita de acordo com a distância entre o tumor e os órgãos em risco (OAR) em cada dia. Em outras palavras, é prescrita ao paciente uma dose de radiação mais alta nos dias em que a separação tumor-OAR é grande e uma dose mais baixa nos dias em que essa separação é pequena.
Em outro lugar, uma equipe do Sunnybrook Health Sciences Centre da Universidade de Toronto estudou o uso de imagem ponderada por difusão (DWI) em um MR-linac para melhorar o tratamento do agressivo glioblastoma, câncer cerebral. A ideia aqui é usar o DWI para identificar regiões de tumores resistentes ao tratamento e administrar doses mais altas a esses alvos.
Outra tecnologia a ser observada de perto é a introdução da radioterapia vertical, iniciada por Cuidados com o Câncer de Leão. Em janeiro, informamos sobre um sistema de posicionamento do paciente que permite que os pacientes com cancro recebam radioterapia sentados na posição vertical – em contraste com a necessidade de se deitarem de costas – uma posição que deverá reduzir o movimento dos órgãos durante o tratamento e também poderá ser mais confortável para o paciente. Desde então, vários estudos confirmaram os benefícios desta abordagem vertical para vários tipos de tumores, foram feitas encomendas e o sistema de posicionamento está agora pendente de autorização regulamentar 510(k) para uso clínico nos EUA.
Maravilhas vestíveis
Todos os anos vemos o surgimento de dispositivos vestíveis engenhosos para inúmeras novas aplicações de monitoramento e diagnóstico de saúde; e 2023 não foi exceção.
Para começar, uma equipe liderada pela Universidade do Texas em Austin criou um ultrafino e elástico tatuagem eletrônica que fornece monitoramento cardíaco contínuo. Anexada ao peito através de um curativo médico, a tatuagem eletrônica pode detectar sinais precoces de doença cardíaca fora da clínica. Enquanto isso, um transdutor de ultrassom vestível desenvolvido na Universidade da Califórnia em San Diego poderia ser usado para monitorar pacientes com problemas cardiovasculares graves, bem como para ajudar os atletas a acompanhar seu treinamento.
Física médica e biotecnologia: nossa pesquisa favorita em 2022
Outros novos wearables relatados este ano incluem um dispositivo de toque que mede com precisão a intensidade com que o usuário está coçando a pele, um scanner de ultrassom miniaturizado que pode fornecer detecção precoce do câncer de mama, e biossensores de fone de ouvido que medem contínua e simultaneamente a atividade elétrica do cérebro e os níveis de lactato no suor.
Finalmente, investigadores da Universidade Médica de Viena conceberam um protótipo de bobina de ressonância magnética que pode ser usada como um sutiã esportivo. O chamado BraCoil é um conjunto de bobinas somente para recepção, semelhante a um colete, feito de elementos de bobina flexíveis que permite imagens de RM de 3 T de pacientes em posição supina (deitado de costas) e prona (deitado de frente). Projetado para melhorar o conforto e reduzir o tempo de preparação e aquisição, o BraCoil também produziu uma melhoria de até três vezes na relação sinal-ruído em comparação com as bobinas padrão.
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- Fonte: https://physicsworld.com/a/medical-physics-and-biotechnology-highlights-of-2023/
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