The Incredible Cancer-Detecting Potential of Photoacoustic Imaging | Lei Li | TED

Traductor: Paula Motter Revisor: Sebastian Betti

Breast cancer is one of the leading causes of cancer deaths globally.

El cáncer de mama

es una de las causas de mortalidad más común en el mundo.

About one in eight US women will develop invasive breast cancer

En EE. UU., una de cada ocho mujeres tendrá cáncer de mama invasivo

over the course of their lifetime.

en el curso de su vida.

And globally, millions of women suffer from breast cancer every year.

Y, a nivel mundial, millones de mujeres padecen de esta enfermedad cada año.

But it is quite treatable if detected early.

Pero es un cáncer tratable si se detecta de manera temprana.

Right now, actually, mammography is the gold standard

Actualmente, la mamografía es el mejor método

for breast cancer diagnosis.

para detectar el cáncer de mama,

But mammography has a 10 percent chance of missed detection.

pero hay un 10 % de probabilidad de que el estudio no lo detecte.

Thousands of lives could be lost each year

Miles de vidas podrían salvarse anualmente

because of this 10 percent.

por este 10 %.

Today, I’m going to introduce a new technology:

Hoy les mostraré una nueva tecnología:

photoacoustic imaging.

las imágenes fotoacústicas.

As you can see,

Como ven,

it provides a much clearer image,

son imágenes notablemente más claras

leading to a more accurate diagnosis.

que permiten un diagnóstico más certero.

It will be affordable, just like an ultrasound scan.

Será asequible, como una ecografía.

It's painless and fast,

Es indoloro y rápido.

taking only 15 seconds to scan the entire breast in 3D.

En tan solo 15 segundos escanea la mama completa en 3D

And immediate results will be delivered to the patients.

y el paciente tendrá el resultado al instante.

Beyond breast imaging,

Además de brindar imágenes de la mama,

this technology will broadly transform how we see inside our bodies --

esta tecnología transformará la manera en que se ve nuestro organismo por dentro,

and, maybe one day, even allow us to diagnose cancer

y hasta podría permitir la detección del cáncer

con un dispositivo portátil a modo de reloj pulsera

via a wearable watch-like device

that monitors circulating tumor cells.

que monitoreará las células tumorales circulantes.

So what is photoacoustic imaging?

Ahora bien, ¿qué es una imagen acústica?

Based on a photoacoustic effect,

Basándose en el efecto fotoacústico,

it is a conversion of light energy into sound energy.

es la conversión de energía lumínica en energía sonora.

We shot a gentle laser pulse onto the tissue.

Se introduce un ligero pulso láser dentro del tejido,

The light is absorbed, raising its temperature a bit.

la luz se absorbe y la temperatura del tejido aumenta ligeramente.

The rise in temperature leads to a tiny fraction of volume expansion,

Este aumento de temperatura

causa una mínima fracción de expansión en su volumen,

which, in turn, generates acoustic waves.

lo cual, a su vez, genera ondas acústicas.

Sensors process those sound signals,

Los sensores procesan esas señales acústicas,

resulting in a high-resolution image

que producen una imagen de alta resolución,

whose level of clarity and detail far surpasses

con un nivel de claridad y detalle

what you've got with traditional CT scans or ultrasound.

ampliamente superior a las tomografías computarizadas o ecografías tradicionales.

Now, about me.

Les hablaré ahora de mí.

I started out in industrial optics,

Comencé incursionando en la óptica industrial,

but changed direction

pero hice un cambio de rumbo

after my grandparents died of cancer and stroke.

cuando mis abuelos fallecieron de cáncer y derrame cerebral.

I realized that we needed better imaging technology

Me di cuenta de que era necesaria una mejor tecnología en imágenes

to aid early diagnosis

para permitir la detección precoz,

and to provide a better understanding of the diseases.

y un conocimiento más completo de la enfermedad.

So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.

Decidí, entonces, especializarme en imágenes ópticas biomédicas.

I now research and develop next generation medical imaging

Hoy investigo y desarrollo imágenes médicas de última generación

with applications ranging from diagnosing cancer

para diversas aplicaciones:

desde la detección del cáncer al mapeo de las funciones cerebrales

to mapping brain functions

and navigating medical micro robots for drug delivery.

y la acción de microrrobots para suministrar fármacos.

Here are some examples showing what we can do.

Les mostraré ejemplos de lo que se puede hacer.

Take this mouse.

Veamos este ratón.

The mouse has been virtually sliced into 600 pieces from head to toe.

Su cuerpo fue virtualmente dividido en 600 rebanadas.

It took only 12 seconds to complete the whole body scan.

En tan solo 12 segundos se escaneó el cuerpo entero.

It looks a little like a mouse carpaccio.

Se parece levemente a un carpaccio de ratón.

(Laughter)

(Risas)

But don't worry, no mice were hurt during the imaging.

Pero a no asustarse: ningún ratón fue sacrificado en el estudio.

(Laughter)

(Risas)

In this next video,

En este otro video,

we hold the animal, another mouse, in position to image its liver.

mientras sosteníamos otro ratón, tomamos la imagen de su hígado.

The liver has a lot of blood vessels inside.

El hígado contiene gran cantidad de vasos sanguíneos.

You can see them as a tree-like network.

Vemos que son como ramificaciones de un árbol.

Because our imaging exposure time is too short, only 15 microseconds,

La toma de la imagen se realiza en apenas 15 microsegundos,

there is no blur at all,

y tiene una nitidez absoluta

despite the movement of the animal during the imaging.

a pesar de los movimientos del animal durante el estudio.

The mouse is breathing normally,

El ratón respira normalmente,

and every frame in our video is clear.

y cada fotograma del video es bien claro.

With each slice we can clearly see the internal structure

En cada rebanada se ve perfectamente

la estructura interna y la red de vasos sanguíneos.

and the blood vessel network.

This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.

Esto permite ver la diferencia entre un tumor y un tejido normal.

The light dose we use is well below the safety limit,

La cantidad de luz que aplicamos es muy inferior al límite de seguridad,

and we don't need to inject any contrast agents.

y no es necesario inyectar líquido de contraste.

It is totally non-invasive.

Es totalmente no invasivo.

Now, for an example, that is a little closer to home.

Veamos ahora un ejemplo que se acerca más a nosotros.

This is a side by side comparison of human brain images.

Tenemos aquí una comparación de dos imágenes del cerebro humano.

On the left, you see an image from an MRI.

A la izquierda, una resonancia magnética,

On the right, from photoacoustic imaging.

y a la derecha, una imagen fotoacústica.

Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,

La imagen fotoacústica revela el sistema vascular en detalle,

but with even faster detection of the brain functions

y detecta más rápido las funciones cerebrales,

and without using the costly high-magnetic field.

sin usar el alto campo magnético que tan costoso resulta.

What you are seeing here is the brain's activity,

Lo que vemos aquí es la actividad del cerebro,

where a patient, now a human this time,

donde un paciente --en este caso una persona--

taps his finger, puckers his lips,

golpetea los dedos, frunce los labios,

taps his tongue and is listening and thinking of words.

mueve la lengua, y escucha y piensa en palabras.

Although I don't have a visual for it, I'd like to share one more example.

Quisiera compartir otro ejemplo, aunque sin imágenes.

In science fiction,

En ciencia ficción,

micro robots enter our bodies to cure diseases

los microrrobots ingresan a nuestro organismo

para curar enfermedades en lugares de difícil acceso.

in hard-to-reach areas.

However, in reality,

Pero, en realidad,

locating, guiding and controlling them inside of the body is a big challenge.

ubicarlos, guiarlos y controlarlos dentro del cuerpo es muy difícil.

Just like the satellites in space guiding cars to their destinations,

Así como los satélites espaciales guían autos a su lugar de destino,

a photoacoustic imaging system outside the body

la toma de imágenes fotoacústicas fuera del organismo

can serve similarly as a GPS for the micro robots.

puede actuar a modo de GPS con los microrrobots.

Biomedical optics has come a long way.

La óptica biomédica ha avanzado mucho.

The microscope used every day in modern medical diagnosis

El microscopio que se usa a diario en los diagnósticos médicos modernos

was invented in the 17th century,

fue inventado en el siglo XVII,

which revolutionized 19th century medicine by letting us see into a cell.

y revolucionó la medicina del siglo XIX al permitirnos ver dentro de la célula.

Then, optical coherence tomography developed in 1990s

Más tarde, en la década del 90, la tomografía de coherencia óptica

increased optical penetration to 1 millimeter,

aumentó la penetración a 1 milímetro,

bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.

que significó enormes beneficios en la atención clínica de ojos y piel.

Now, photoacoustic imaging,

Actualmente, las imágenes fotoacústicas,

first adopted for medical use in the 2000s,

utilizadas por primera vez a principios del siglo XXI,

allows us to see even more,

nos permiten ver más aún,

allowing penetration by another order of magnitude,

pues el orden de magnitud de penetración

to several centimeters,

es de varios centímetros,

allowing organ-level in vivo human imaging.

con lo cual se pueden tomar imágenes de un órgano vivo.

Photoacoustic imaging is a highly-active and a fast-growing research field.

Las imágenes fotocústicas

pertenecen a un campo de investigación muy activo y de rápido avance.

Using microwaves instead of light,

Como usan microondas en lugar de luz,

this imaging method holds promises for whole body penetration in humans

este método bien podría, en el futuro,

penetrar en todo el cuerpo humano.

in the future.

We are hoping that the further advancement of this technology

Esperamos que los nuevos avances en esta tecnología

will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,

ayuden a la detección precoz del cáncer y de las enfermedades del cerebro,

ultimately benefiting global health.

que en definitiva beneficiarán a la salud en general.

I hope you all can share my excitement over this fast-growing field

Espero que Uds. compartan mi entusiasmo por este campo que avanza a grandes pasos

and hope you'll join us in advancing the technology.

y que nos ayuden a perfeccionar la tecnología.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)