El propósito principal de integrar múltiples bandas de ondas de 405 nm a 940 nm en un sistema MSI es lograr una imagen completa y resuelta en profundidad del tejido cutáneo. Al utilizar las diferentes capacidades de penetración de las distintas longitudes de onda, el sistema puede visualizar simultáneamente las estructuras superficiales y las capas dérmicas profundas para construir un análisis tridimensional de la piel.
Conclusión principal La luz interactúa con la piel de manera diferente según su longitud de onda; las ondas cortas se detienen en la superficie, mientras que las ondas largas viajan más profundamente. Al combinar bandas específicas (405, 525, 660 y 940 nm), un sistema MSI "corta" eficazmente el tejido ópticamente, mapeando la distribución espacial de la melanina y la hemoglobina para calcular con precisión el grosor y el volumen de una lesión.
La física de la penetración óptica
Profundidad dependiente de la longitud de onda
El principio fundamental que impulsa esta integración es que la profundidad de penetración de la luz está directamente relacionada con su longitud de onda.
Las longitudes de onda cortas poseen mayor energía pero son dispersadas y absorbidas más rápidamente por el tejido biológico. Por el contrario, las longitudes de onda más largas encuentran menos dispersión, lo que les permite viajar más profundamente en el tejido antes de regresar al sensor.
Visualización capa por capa
Esta variación permite que la luz anular de LED actúe como un medidor de profundidad no invasivo.
Por ejemplo, la luz verde de 525 nm es una longitud de onda corta que captura datos principalmente de los tejidos superficiales y la epidermis. En contraste, la luz infrarroja de 940 nm evita las capas superiores para recuperar información de la dermis profunda.
El papel de los 405 nm y 660 nm
El sistema utiliza luz de 405 nm específicamente para desencadenar y capturar autofluorescencia, lo que revela la actividad biológica a nivel de superficie.
Las longitudes de onda intermedias, como los 660 nm (luz roja), cierran la brecha entre la superficie y la dermis profunda, asegurando un perfil continuo de la estructura de la piel.
Creación de un mapa biológico 3D
Seguimiento de cromóforos
El objetivo final de utilizar estas bandas específicas es mapear la distribución de cromóforos, específicamente melanina y hemoglobina.
Estos compuestos absorben la luz en firmas específicas. Al analizar cuánta luz regresa en cada banda de onda, el sistema determina la concentración y la ubicación de estos cromóforos.
Evaluación del grosor de la lesión
Dado que el sistema captura datos desde la superficie (405/525 nm) hasta la dermis profunda (940 nm), va más allá de la fotografía 2D.
Reconstruye la distribución espacial tridimensional de la lesión. Esta capacidad es fundamental para evaluar el grosor de la lesión, una métrica clave para evaluar la gravedad y la progresión de las afecciones de la piel.
Comprensión de las compensaciones
Dependencia de cromóforos específicos
Este método depende en gran medida de la presencia de melanina y hemoglobina para generar contraste y datos de profundidad.
Si una lesión o anomalía cutánea no contiene cantidades significativas de estos cromóforos específicos, el "grosor" y la estructura 3D derivados pueden ser menos precisos o más difíciles de definir en comparación con las lesiones altamente pigmentadas.
Resolución frente a profundidad
Existe una compensación óptica inherente entre la profundidad de penetración y la resolución de las características de la superficie.
Si bien la luz de 940 nm llega a los tejidos profundos, a menudo proporciona detalles de menor resolución en comparación con la imagen nítida a nivel de superficie de la luz de 525 nm. Se requiere una imagen compuesta para equilibrar la profundidad estructural con la claridad de la superficie.
Tomar la decisión correcta para su objetivo
Al configurar o utilizar sistemas MSI para imágenes médicas, considere el objetivo clínico específico:
- Si su enfoque principal es la topología superficial y la actividad biológica: Priorice el análisis de las bandas de 405 nm (autofluorescencia) y 525 nm para inspeccionar irregularidades superficiales.
- Si su enfoque principal es determinar la invasión tumoral o el volumen de la lesión: Confíe en gran medida en los datos de la banda de 940 nm para visualizar la dermis profunda y evaluar el grosor vertical del tejido.
Al sintetizar estas múltiples vistas espectrales, transforma una inspección visual estándar en una evaluación médica volumétrica.
Tabla resumen:
| Longitud de onda | Espectro | Profundidad de penetración | Enfoque clínico clave |
|---|---|---|---|
| 405 nm | Violeta/UV | Superficial | Autofluorescencia y actividad biológica superficial |
| 525 nm | Verde | Epidermis | Tejido superficial e irregularidades epidérmicas |
| 660 nm | Rojo | Dermis media | Estructuras intermedias y mapeo de hemoglobina |
| 940 nm | Infrarrojo | Dermis profunda | Grosor de la lesión, volumen e invasión dérmica profunda |
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Referencias
- Noémi Nóra Varga, Norbert Kiss. Optically Guided High-Frequency Ultrasound Shows Superior Efficacy for Preoperative Estimation of Breslow Thickness in Comparison with Multispectral Imaging: A Single-Center Prospective Validation Study. DOI: 10.3390/cancers16010157
Este artículo también se basa en información técnica de Belislaser Base de Conocimientos .
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