El concepto de la estrategia activa de exploración y reconstrucción. Crédito: Nature Machine Intelligence (2025). Doi: 10.1038/s42256-025-01012-y
La angiografía es una técnica de imagen médica ampliamente utilizada que permite a los investigadores médicos y médicos capturar la red vascular (es decir, los vasos sanguíneos) utilizando agentes de contraste, sustancias que mejoran la visibilidad de estructuras específicas dentro del cuerpo cuando se exponen a rayos X u otros enfoques de imágenes. Las técnicas de angiografía convencionales se basan en agentes de contraste que se distribuyen a través de los vasos sanguíneos, aprovechando el flujo natural de la sangre en el cuerpo.
A pesar de su uso generalizado, estos enfoques tienen limitaciones significativas. Por ejemplo, luchan por visualizar regiones aguas arriba (es decir, regiones en los vasos sanguíneos que están en contra de la dirección del flujo sanguíneo) o áreas que están bloqueadas por materiales (por ejemplo, coágulos de sangre). Esta incapacidad para visualizar algunas regiones limita el uso de la angiografía para diagnosticar y planificar el tratamiento de algunas afecciones vasculares, incluidos los vasos estrechos, los coágulos de sangre y las conexiones anormales entre los vasos.
Investigadores del Instituto Shenzhen de Inteligencia Artificial y Robótica para la Sociedad y la Universidad China de Hong Kong recientemente introdujeron un nuevo método para explorar y reconstruir redes vasculares utilizando enjambres de microrobots magnéticos. Su enfoque propuesto, esbozado en un artículo publicado en Nature Machine Intelligence, permite la imagen 3D de las redes vasculares, incluidas las regiones aguas arriba y las áreas bloqueadas.
“La angiografía es esencial en las operaciones de intervención para obtener imágenes de la red vascular. Los agentes de contraste pasivo aplicados en la angiografía dependen mucho de la dirección del flujo, lo que hace que las imágenes de las regiones aguas arriba y las ramas embólicas desafien”, escribió Xingzhou du, Yibin Wang y sus colegas en su artículo.
“Se exigen imágenes activas para la localización precisa de bloqueos y lesiones en redes vasculares. Aquí se propone una estrategia de exploración y reconstrucción activa, lo que permite imágenes completas de redes vasculares tridimensionales (3D) con flujo y bloqueo”.
Exploración activa dentro de altos caudales. Crédito: Nature Machine Intelligence (2025). Doi: 10.1038/s42256-025-01012-y
En comparación con las técnicas convencionales que se basan en agentes de contraste pasivo (es decir, sustancias que se mueven pasivamente después del flujo sanguíneo), el enfoque ideado por los investigadores se basa en enjambres de agentes activos. Estos agentes activos son esencialmente partículas magnéticas, que pueden controlarse utilizando campos magnéticos externos, llegando a áreas a las que no pueden acceder a los agentes pasivos.
“La estrategia implementa enjambres de partículas magnéticas como agentes activos, que pueden guiarse a pedido hacia las direcciones deseadas”, escribieron los investigadores. “Se desarrolla una unidad de procesamiento de imágenes para capturar la posición 3D del enjambre dentro del recipiente. Se propone una secuencia de mapeo y exploración simultánea para realizar la exploración, y la estructura completa de la red vascular 3D se reconstruye después de obtener los datos de posición”.
Du, Wang y sus colegas evaluaron el potencial de su nueva técnica de imagen activa en una serie de pruebas, lo que arrojó resultados prometedores. En particular, se descubrió que su técnica produce reconstrucciones 3D detalladas de sistemas vasculares, incluso en presencia de bloqueos.
“La estrategia propuesta se valida en redes vasculares con diferentes estructuras y condiciones, y permite la exploración y reconstrucción exhaustiva de regiones a las que no pueden acceder a los agentes de contraste pasivo”, escribieron los investigadores. “Esta estrategia es prometedora al localizar estenosis, trombos y fístulas en sistemas vasculares”.
En el futuro, el nuevo enfoque de imagen basado en el enjambre de Microrobot ideado por este equipo de investigadores podría probarse en más experimentos y finalmente implementarse en centros de atención médica. En última instancia, podría avanzar significativamente en el diagnóstico y el tratamiento de una variedad de afecciones vasculares, ayudando a los médicos a localizar rápidamente los coágulos sanguíneos y otras anormalidades vasculares, para planificar intervenciones específicas.
Más información: Xingzhou du et al, exploración activa y reconstrucción de redes vasculares utilizando enjambres de microrobot, inteligencia de la máquina de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s42256-025-01012-y
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Cita: Magnetic Microrobot Swarm permite imágenes en 3D de redes vasculares (2025, 9 de abril) recuperada el 9 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-magnetic-microrobot-swarm-enables-3d.html
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