"La tecnología tiene un gran potencial para convertirse en una herramienta importante en la atención clínica".
Un avance tecnológico de TAU puede ayudar a identificar respuestas clínicas bajo anestesia.
Un nuevo desarrollo tecnológico de la Universidad de Tel Aviv ( TAU ) puede monitorear los cambios en el tamaño de la pupila y la dirección de la mirada detrás de los ojos cerrados utilizando imágenes infrarrojas sin contacto.
El seguimiento de los cambios en el tamaño de las pupilas puede ayudar a identificar un estado de vigilia durante el sueño, la anestesia y los cuidados intensivos, así como a rastrear la profundidad de la sedación, detectar convulsiones y pesadillas, y reconocer el dolor o la capacidad de respuesta que puede producirse después de un traumatismo y en los departamentos de cuidados intensivos. Los investigadores afirman que esta tecnología tiene un gran potencial para convertirse en una herramienta importante en la atención clínica.
El equipo de investigadores de la TAU estuvo dirigido por el estudiante de doctorado Omer Ben Barak-Dror , bajo la supervisión conjunta del profesor Yuval Nir del Departamento de Fisiología, Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud, Escuela Sagol de Neurociencia y Departamento de Ingeniería Biomédica; y el profesor Israel Gannot del Departamento de Ingeniería Biomédica. La investigación fue publicada el 6 de agosto de 2024 en Communications Medicine .
“El tamaño de las pupilas cambia constantemente, se dilatan o contraen para regular la cantidad de luz entrante, al tiempo que brindan información clínica valiosa”, explica el profesor Nir. “Todos sabemos que nuestras pupilas se hacen más pequeñas con luz brillante y más grandes en la oscuridad.
“Pero esta es solo una de las razones por las que las pupilas cambian de tamaño. También se dilatan cuando recibimos estímulos, por ejemplo, cuando reaccionamos a un evento repentino o cuando sentimos dolor. En tales casos, nuestro sistema nervioso autónomo actúa como una alarma y nos prepara para actuar. El seguimiento del tamaño de las pupilas y los movimientos oculares puede ser fundamental en muchas situaciones clínicas. Sin embargo, hasta ahora esto se ha limitado a escenarios con los ojos abiertos. No existía ningún método que permitiera a alguien hacer esto con los ojos cerrados”.
La nueva investigación describe una tecnología innovadora que combina imágenes infrarrojas de onda corta con algoritmos de aprendizaje profundo para realizar pupilometría sin contacto y seguimiento ocular detrás de los párpados cerrados. “Para establecer y validar nuestra tecnología, nos centramos en el reflejo pupilar a la luz, cuando la pupila se contrae en respuesta a un destello repentino de luz y luego se dilata hasta la normalidad”, dice Barak-Dror, autor principal del estudio. “Se trata de un reflejo básico que se produce de forma simétrica en los dos ojos de las personas sanas. Realizamos experimentos para probar nuestra tecnología con el ojo cerrado y comparamos los resultados con los datos del ojo abierto”.
“Nuestro método puede rastrear con éxito la dinámica precisa del reflejo de luz pupilar en condiciones de ojos cerrados, revelando los cambios en el tamaño de la pupila después de cada destello de luz en sujetos individuales y también estimando con precisión hacia dónde se dirige la mirada, con unos pocos grados de precisión”, agregan los profesores Nir y Gannot. “El sistema opera en longitudes de onda donde la luz tiene su máxima profundidad de penetración en el tejido biológico y, al analizar los datos mediante algoritmos de aprendizaje profundo, podemos ir más allá de lo que normalmente es posible con los métodos estándar de imágenes de infrarrojo cercano”.
Los investigadores dicen que su tecnología, respaldada por una solicitud de patente, abre el camino para el desarrollo de dispositivos con amplias aplicaciones clínicas y comerciales en dominios que van desde la medicina del sueño, pasando por el monitoreo del nivel de sedación y la conciencia intraoperatoria en anestesia, hasta la evaluación del dolor y la reactividad en pacientes que no responden o en cuidados intensivos de neurología y salas de trauma.
El estudio fue apoyado mediante subvenciones de la Fundación Zimin y un programa de tecnología innovadora del Ministerio de Ciencia y Tecnología de Israel.
