¿Qué método (teórico o no) analiza la sangre sin extraerla de la vena?

Basándote en tu descripción en los comentarios a la pregunta sobre de qué tipo de “análisis” de sangre estás hablando, entiendo que solo quieres un poco de sabor de los tipos de cosas que estimamos directa o indirectamente a partir de la sangre in vivo .

Todo depende de la propiedad de la sangre que está midiendo. ¿Está buscando presión, velocidad de flujo, composición química, susceptibilidad magnética u otro elemento óptico?

¡Hemos estado midiendo la presión arterial de manera no invasiva durante más tiempo!

¡Esta imagen muestra cómo se ha tomado una lectura de la presión arterial desde las últimas décadas!
( Fuente de la imagen: http: //medical-dictionary.thefre…)

La presión arterial es uno de los parámetros más básicos e importantes que un médico necesita al realizar una variedad de diagnósticos y es parte integral de un examen físico general. Un esfigmomanómetro es uno de los dispositivos más antiguos que verá en la clínica de un médico. Es puramente no invasivo, no se extrae sangre, pero conocemos una información crucial de solo escuchar la forma en que la sangre atraviesa los vasos sanguíneos: la presión ejercida por la sangre en movimiento contra los vasos sanguíneos.

Otra medida importante es la señal de pulso que recibimos de la sangre que fluye a través de vasos sanguíneos delgados en la punta de nuestros dedos. La oximetría de pulso no es invasiva y se usa para medir la saturación de oxígeno en la sangre (SpO2)

La oximetría de pulso se basa en el principio de que la sangre absorbe luz de luz roja e infrarroja de manera diferente dependiendo de su nivel de oxigenación
( Fuente de la imagen: oximetría de pulso )

Curiosamente, la señal que se genera con este método también se estudió para comprender más cosas sobre el sistema circulatorio. Se llama onda de pulso o fotopletismograma (PPG). Podemos medirlo fácilmente, sin dolor y de manera no invasiva, utilizando una sonda de clip simple que es extremadamente fácil de conectar, y así se han encontrado una gran cantidad de aplicaciones que se están probando en esta tecnología. Se utiliza para el control general de cabecera de los pacientes hospitalizados, junto con la saturación de oxígeno, se puede utilizar para darnos información secundaria sobre el sistema circulatorio, aunque es de naturaleza periférica, porque puede decirnos mucho sobre el flujo pulsátil en el extremidades.

PPG sigue bastante bien el electrocardiograma (ECG / EKG), en este caso, para la detección de PVC
( Fuente de la imagen: Photoplethysmogram de Wikimedia )

La forma de esta forma de onda PPG también se está estudiando para comprender muchas cosas sobre la función cardiovascular. La aterosclerosis es una de las condiciones que pueden detectarse simplemente estudiando características específicas de la señal PPG. Hay otras maneras en que las personas están tratando de obtener más información de esta señal biológica fácilmente disponible. Por ejemplo, esta señal se usa como la base de algunos dispositivos que intentan estimar la presión sanguínea continua, latido a latido (respuesta de Kritika Gupta a ¿Cuál es la mejor forma de medir la variabilidad de la presión arterial?). Hubo esfuerzos para comprender si esta señal medida ópticamente a partir de sangre también podría decirnos más sobre el contenido de glucosa en sangre, pero esta vez medida desde el oído, no desde el dedo (monitorización no invasiva de la glucosa en sangre usando espectroscopia de infrarrojo cercano).

La sangre de imágenes también es muy útil, porque podemos obtener mucha información secundaria sobre el funcionamiento del cuerpo estudiándolo. Estudiamos la forma en que la sangre fluye a través del cuerpo mediante el uso de diferentes técnicas de imágenes para diferentes aplicaciones:

  • Disfunción valvular en el corazón ( la velocidad y dirección del flujo sanguíneo se mide con alta resolución a medida que fluye a través del corazón mediante ecocardiografía Doppler )
  • Cognición (Dependencia del Nivel de Oxígeno en la Sangre o BOLD que se basa en el paramagnetismo de la sangre desoxigenada en el cerebro, y es el principio de la resonancia magnética funcional y todos los estudios de “lectura mental” que escuchamos en los medios populares)
  • Progresión tumoral (estudia cómo los vasos sanguíneos alimentan a un tumor – angiogénesis – a través de un agente de contraste inyectado que fluye con sangre usando una resonancia magnética con contraste dinámico )
  • Eficacia de la terapia de reperfusión administrada a pacientes con accidente cerebrovascular (la sangre se “marca” magnéticamente en un lugar para observar cómo fluye a través del tejido “no etiquetado” en el etiquetado de espín arterial )

La sangre puede decirnos mucho, incluso desde dentro del cuerpo . Solo necesitamos los transductores adecuados y necesitamos comprender la fisiología para poder interpretar lo que vemos.

Cada vez que pienso en una técnica no invasiva (que es un requisito si la sangre se queda en las venas), pienso en las técnicas ópticas. Hay muchas muchas muchas técnicas ópticas diferentes (y no las conozco todas), pero básicamente se basan en el mismo principio simple: se envía luz hacia el tejido, la luz penetra en el tejido, pasa a través de la sangre, interactúa con los diferentes componentes de la sangre, luego vuelve a salir del tejido, se detectan, y luego hacemos algún tipo de procesamiento de datos para extraer la información importante.

Ahora las preguntas son: ¿qué tipo de luz enviamos y qué tipo de procesamiento hacemos en ella?

Como dije antes, existen muchos métodos ópticos que ya existen y otros están siendo teorizados. Aquí hay algunos que puedo pensar:

  1. Imágenes espectrales e hiperespectrales: utilizando luz blanca y filtros, ilumina con luz de una longitud de onda a la vez en la piel y detecta la luz que regresa. Luego, compara cuánta luz regresa a diferentes longitudes de onda (esto significa que estás mirando los espectros de absorción del tejido en diferentes longitudes de onda). Como la hemoglobina y la desoxihemoglobina tienen diferentes espectros de absorción, puede usar imágenes hiperespectrales para determinar la oxigenación de la sangre.
    Imágenes hiperespectrales

    Imágenes hiperespectrales que muestran la almohadilla del pie del ratón y la comparación de la oxigenación de la sangre de un pie isquémico y un pie de control

  2. Espectroscopía Raman de infrarrojo cercano: un láser de infrarrojo cercano se utiliza para enviar luz de una longitud de onda conocida a una muestra. Los enlaces moleculares en la muestra pueden interactuar con los fotones a través de la dispersión inelástica. Esto significa que los fotones que salen del tejido tendrán una energía más baja que aquella en la que entró. La variación en la energía nos dice exactamente con qué tipo de enlace molecular interactuó. Se pueden tomar “huellas dactilares” de tejidos y muestras (como la sangre) y mostrarán todos los enlaces moleculares diferentes presentes en la sustancia. Este método podría usarse para determinar la concentración de diferentes componentes en la sangre. La espectroscopía Raman es muy específica (lo que significa que puede distinguir entre dos tipos de tejido o dos concentraciones diferentes de un componente), pero se ve abrumada fácilmente por todas las señales que provienen del entorno … luz solar, piel, cabello, luz, fibras ópticas … Muchos grupos están trabajando para obtener una espectroscopía Raman in vivo confiable, pero es muy difícil. Aquí hay un grupo en el MIT que intenta usar la espectroscopía Raman para analizar la sangre de forma no invasiva. Espectroscopia Raman para la medición de analitos de sangre
  3. Fotopletismografía: usando una cámara simple para obtener imágenes de la cara de una persona, se puede detectar el latido del corazón. Tecnología simple, pero en realidad sería realmente útil en bebés prematuros en la UCIN, ya que los monitores de frecuencia cardíaca típicos dañan su piel realmente delicada. https://www.osapublishing.org/oe

Probablemente haya muchas más tecnologías ópticas, simplemente no las conozco todas. ¡Pero mucha gente realmente inteligente está pensando en este problema!

Las concentraciones libres relativas de miles de sustancias químicas en la sangre arterial y venosa se pueden medir en un rango de ppt-ppm mediante el análisis de la respiración inhalada y exhalada después de varios períodos de retención de la respiración. Las respiraciones netas (exhaladas menos inhaladas) pueden filtrar con precisión decente para muchos trastornos, incluidos los cánceres por tipo y etapa.