Una nueva técnica de imagen médica combina ultrasonido y fotoacústica para obtener imágenes 3D en color del cuerpo humano
Ver el interior de nuestro organismo con más detalle y en menos tiempo está un paso más cerca. Un nuevo sistema desarrollado por investigadores del Caltech y la USC fusiona ultrasonido y fotoacústica para generar imágenes tridimensionales en color que muestran tanto la anatomía de los tejidos como la actividad de los vasos sanguíneos.
Por Enrique Coperías, periodista científico
El sistema RUS-PAT combina la tomografía ultrasónica rotacional con la tomografía fotoacústica para mostrar la estructura de los tejidos y el funcionamiento de los vasos sanguíneos en una sola imagen tridimensional. Crédito: Yang Zhang
Una técnica de imagen que une lo mejor de dos mundos —el ultrasonido y la imagen fotoacústica— promete ampliar de forma significativa la forma en que médicos e investigadores observan el interior del cuerpo humano.
Científicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y de la Universidad del Sur de California (USC) , en Estados Unidos, han desarrollado un nuevo método capaz de obtener con rapidez imágenes tridimensionales en color que muestran tanto la estructura de los tejidos blandos como el funcionamiento de los vasos sanguíneos.
La técnica ya ha sido probada con éxito en distintas partes del cuerpo humano y podría mejorar el diagnóstico de tumores de mama, el seguimiento del daño nervioso provocado por la diabetes o la obtención de imágenes cerebrales.
El nuevo avance biomédico, que se describe con detalle en un artículo publicado la revista Nature Biomedical Engineering, se apoya en una combinación ingeniosa de dos modalidades de imagen médica que, por separado, presentan importantes limitaciones:
✅ El ultrasonido convencional es rápido y relativamente barato, pero ofrece un campo de visión limitado y solo proporciona información estructural en dos dimensiones.
✅ La imagen fotoacústica, en cambio, permite ver moléculas en los vasos sanguíneos mediante colores ópticos y seguir el flujo sanguíneo en venas y arterias, pero carece de suficiente detalle anatómico.
Qué es RUS-PAT y cómo funciona
Otras técnicas habituales, como la tomografía computarizada y la resonancia magnética, tampoco son la solución ideal: requieren agentes de contraste, son costosas, utilizan radiación ionizante o resultan demasiado lentas para un uso repetido y rutinario.
Frente a este panorama surge RUS-PAT, un sistema que funde la tomografía ultrasónica rotacional (RUST) con la tomografía fotoacústica (PAT).
El corazón del avance está en la fotoacústica, una técnica desarrollada hace más de dos décadas por Lihong Wang, profesor y catedrático de Ingeniería Médica y de Ingeniería Eléctrica en el Caltech. En la PAT, las moléculas que absorben luz comienzan a vibrar al ser excitadas por pulsos láser, lo que genera ondas acústicas que se miden y se transforman en imágenes de alta resolución.
🗣️ «Nuestro objetivo en este trabajo era combinar las ventajas de la tomografía fotoacústica con las del ultrasonido —dice Wang, que también es director ejecutivo de Ingeniería Médica en el Caltech. Y añade—: Pero no es como uno más uno. Necesitábamos encontrar una forma óptima de combinar las dos tecnologías».
Imágenes obtenidas con la técnica híbrida RUS-PAT, que combina ultrasonido rotacional panorámico y tomografía fotoacústica para generar imágenes 3D simultáneas de tejidos blandos y vasos sanguíneos en distintas regiones del cuerpo humano, como cabeza, mama y extremidades. A la izquierda, imágenes de ultrasonido; a la derecha, imágenes fotoacústicas captadas con el mismo sistema. Cortesía: Yang Zhang
Simplificar para optimizar
La clave estuvo en simplificar el sistema. El ultrasonido tradicional emplea numerosos transductores para emitir y recibir ondas, lo que haría la integración demasiado compleja y cara. La fotoacústica, sin embargo, solo necesita detectar ultrasonidos.
«Pensé: “Espera, ¿podemos imitar la excitación lumínica de las ondas ultrasónicas de la tomografía fotoacústica, pero hacerlo de forma ultrasónica?”», recuerda Wang. La solución fue utilizar un único transductor de campo amplio para emitir las ondas y los mismos detectores para ambas modalidades. Un pequeño número de detectores con forma de arco rota alrededor de un punto central, comportándose como un detector hemisférico, pero con una fracción del coste y la complejidad.
🗣️ «La novedosa combinación de técnicas acústicas y fotoacústicas aborda muchas de las limitaciones clave de las técnicas de imagen médica ampliamente utilizadas en la práctica clínica actual y, lo que es más importante, aquí se ha demostrado su viabilidad para su aplicación en seres humanos en múltiples contextos», sostiene el neurocirujano Charles Y. Liu, coautor del estudio.
Liu es profesor en la Facultad de Medicina Keck de la USC, director del Centro de Neurorestauración de esta universidad y jefe de neurocirugía del Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos.
Aplicaciones clínicas potenciales
Según los investigadores, RUS-PAT podría emplearse en cualquier región del cuerpo a la que se pueda llevar luz y en situaciones donde resulte útil combinar información anatómica y funcional.
En el caso del cáncer de mama, por ejemplo, permitiría conocer con precisión la localización del tumor, su entorno y su fisiología tumoral. También podría facilitar el seguimiento del daño nervioso en la neuropatía diabética al ofrecer, en una sola prueba, datos sobre la morfología y el suministro de oxígeno.
En el cerebro, apunta Wang, la técnica permitiría observar los detalles estructurales al tiempo que se analizan los cambios hemodinámicos.
Estado actual y futuro de la tecnología
Por ahora, el sistema alcanza una profundidad de cuatro centímetros, aunque la luz podría administrarse por vía endoscópica para acceder a tejidos profundos.
Cada exploración médica dura menos de un minuto. El dispositivo, que integra transductores ultrasónicos y láser bajo una camilla, ya se ha probado en voluntarios y pacientes humanos y se encuentra en una fase temprana de desarrollo traslacional.
Un primer paso, según sus autores, hacia una nueva generación de imágenes médicas avanzadas más rápidas, completas y accesibles.▪️(25 de enero de 2026)
Información facilitada por el Caltech
Fuente: Zhang, Y., Na, S., Russin, J. J. et al. Rotational ultrasound and photoacoustic tomography of the human body. Nature Biomedical Engineering (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41551-025-01603-5
