Un sistema no invasivo, desarrollado por el Grupo de Óptica Biomédica del CIFICEN (CONICET–UNICEN) bajo la marca BIONiRS, que genera mapas de actividad metabólica de la mama para ayudar a distinguir lesiones benignas de malignas.
MamoRef es un sistema de difuse optical imaging (imágenes ópticas difusas): ilumina la mama con luz láser infrarroja cercana y reconstruye, a partir de cómo esa luz se dispersa y absorbe en el tejido, mapas de actividad metabólica. Esta sección sigue de cerca el detalle técnico publicado en los dos papers del grupo —Carbone et al., Phys. Med. Biol. 2024 y Carbone et al., Technology in Cancer Research & Treatment 2026— para que lo que mostramos acá sea trazable a la fuente.
Los rayos X y la luz infrarroja cercana le aportan al diagnóstico información de naturaleza distinta, y en buena parte complementaria:
| Rayos X (mamografía) | Luz NIR (MamoRef) | |
|---|---|---|
| Radiación | Ionizante | No ionizante |
| Qué muestra | Información estructural — densidad del tejido | Información metabólica — oxigenación y vascularización |
| Resolución espacial | Alta | Más baja |
| Complejidad / costo del equipo | Media a alta | Baja |
Por eso MamoRef está pensado como un complemento a la mamografía, no como un reemplazo: suma un tipo de información distinto, con un equipo más simple y accesible.
El tejido biológico es lo que en física se llama un medio turbio: a diferencia de los rayos X, la luz NIR no solo se absorbe al atravesarlo, también se dispersa (scattering) muchas veces antes de salir. Entre los 600 y los 900 nm —la ventana óptica— la hemoglobina absorbe relativamente poco por debajo de ese rango y el agua absorbe mucho por encima, así que es la banda donde la luz puede penetrar varios centímetros de tejido y todavía ser detectada.
Más formalmente, un medio turbio se describe con dos coeficientes: el de absorción (μa, cuánto se pierde un fotón por absorción cada centímetro recorrido) y el de scattering (μs, cuánto rebota antes de cambiar de dirección). En tejido mamario sano, a 750 nm, valores típicos son μa ≈ 0,05 cm⁻¹ y un coeficiente de scattering reducido μs′ ≈ 8,7 cm⁻¹: la dispersión domina ampliamente sobre la absorción, casi 200 a 1, que es justamente lo que define a un medio como turbio y permite que la luz recorra varios centímetros de tejido antes de salir, en vez de perderse enseguida (Carbone, tesis doctoral, UNICEN, 2017).
Dentro de esa ventana, los coeficientes de extinción molar de la hemoglobina oxigenada (HbO) y desoxigenada (HbR) son muy distintos entre sí y cambian con la longitud de onda, cruzándose en el llamado punto isosbéstico, cerca de los 800 nm. Eligiendo longitudes de onda a cada lado de ese punto es posible, matemáticamente, separar cuánta luz absorbe cada una de las dos formas de hemoglobina.
Coeficientes de extinción molar de HbR (azul) y HbO (rojo). Las líneas verdes marcan 660 y 830 nm, los láseres de MamoRef a cada lado del punto isosbéstico. Figura 1, Carbone et al. 2024 (Phys. Med. Biol.).
Esquema de MamoRef. Figura 2, Carbone et al. 2026 (Technology in Cancer Research & Treatment).
El ensamble real de los tres láseres y los espejos dicroicos que combinan sus haces en uno solo. Figura 3, Carbone et al. 2024.
La paciente se recuesta boca abajo (decúbito prono) en una camilla con una ventana de acrílico (PMMA) transparente; apoya una mama por vez sobre la ventana, aplanada únicamente por el peso del propio cuerpo — sin ninguna compresión mecánica adicional.
Debajo de la ventana, dentro de una caja hermética a la luz, están los componentes ópticos:
| Componente | Especificación |
|---|---|
| Láseres | 3 diodos láser de onda continua, 660 nm / 785 nm / 830 nm (serie Coherent Stingray), combinados en un único haz mediante espejos dicroicos; potencia limitada a ≤5 mW por seguridad |
| Escaneo | Galvanómetro de 2 ejes (ThorLabs GVS012/M) que dirige el haz combinado en una grilla de ~6×6 a 10×10 posiciones (media de 68 posiciones sobre 42 mediciones clínicas) |
| Detección | Cámara CCD de alta sensibilidad (ThorLabs Kiralux CS505MU) con lente de 12 mm f/1.4, inclinada 30° respecto del eje de la ventana para no captar el reflejo especular del láser |
| Tiempo de estudio | ~2 s de captura por posición → entre 6 y 10 minutos por mama |
| Control | Electrónica a medida (microcontrolador STM32F103, DAC de 16 bits) y una interfaz gráfica en Python/tkinter para seleccionar la región de interés y operar el equipo |
Especificaciones de hardware según Carbone et al. 2024 (Phys. Med. Biol.), sección 2.1–2.3.
Para cada posición de la grilla y cada longitud de onda, la cámara toma una imagen de reflectancia. El procesamiento, descripto en detalle en ambos papers, sigue estos pasos:
Antes de probarlo en pacientes, el algoritmo de reconstrucción se validó con simulaciones Monte Carlo (usando el simulador acelerado por GPU MCX) sobre inclusiones esféricas de 10 mm emulando un fibroadenoma benigno y un carcinoma invasivo: la similitud estructural (SSIM) entre la reconstrucción y la distribución real fue mayor a 0.8 en todos los casos, y dos inclusiones separadas por 20 mm o más se resolvieron correctamente (a 15 mm de separación, no). También se verificó que la presencia de la pared torácica a 2 cm de profundidad no distorsiona las concentraciones relativas recuperadas.
Después, se repitió el ejercicio con fantomas físicos (leche diluida con agarosa y dos tintas de distinta absortividad simulando HbO/HbR), midiéndolos con el dispositivo real: el algoritmo recuperó correctamente las proporciones relativas entre ambos colorantes, confirmando que el hardware y el software funcionan de forma consistente de punta a punta.
MamoRef tiene, a la fecha, dos estudios clínicos publicados con revisión por pares, ambos en el Hospital Privado de la Comunidad (HPC), Mar del Plata — un hospital de alta complejidad con una unidad de mastología acreditada desde 2018. Son estudios distintos, con objetivos distintos: acá los separamos tal como fueron publicados, en vez de mezclar sus cifras.
Entre el diseño del dispositivo y la validación clínica hay un trabajo menos visible, pero igual de importante: que acostarse en la camilla y hacerse el estudio sea una experiencia cómoda y clara. MamoRef pasó por dos generaciones de prototipo, cada una evaluada también en ese aspecto, no solo en precisión diagnóstica.
El prototipo V2 instalado en uno de los hospitales donde se validó clínicamente, con el software de control que define la grilla de medición.
El primer paper describe el diseño del dispositivo y un estudio de factibilidad clínica inicial: al momento de su escritura, se habían realizado 42 mediciones sobre voluntarias. El paper presenta en detalle dos casos representativos:
Caso 1: el círculo verde marca la zona de mayor captación. Figura 13, Carbone et al. 2024.
Caso 2: sin zona focal destacada, compatible con lesión benigna. Figura 14, Carbone et al. 2024.
El segundo paper es un estudio prospectivo más formal, realizado entre abril y noviembre de 2023 en el HPC, aprobado por su comité de ética (CIREI) y autorizado por el Ministerio de Salud de la Provincia de Buenos Aires. Se incluyeron 21 pacientes que ya iban a necesitar una biopsia core por hallazgos sospechosos en mamografía, ecografía o RM (una fue excluida del análisis final por no poder biopsiarse adecuadamente). De todas las biopsias realizadas, 7 resultaron cáncer (2 de ellos in situ); el resto, lesiones benignas (fibroadenomas, fibrosis, mastitis periductal, entre otras).
De los estudios de MamoRef realizados, 4 se descartaron por artefactos (apoyo incompleto de la mama sobre la ventana, reflejos por rayones en el acrílico, movimiento de la paciente), quedando 17 conjuntos de mapas evaluables. Cinco profesionales especializados en NIRS, sin conocer el diagnóstico de cada caso, puntuaron cada conjunto de imágenes con una escala de 6 puntos (0 a 5) inspirada en BI-RADS, de "tejido normal" a "altamente sugestivo de malignidad".
Paciente 8: carcinoma ductal invasivo (NOS), subtipo Luminal B. La zona de mayor ΔHbR se ubica entre x=20–40 mm, y=40–50 mm (hora 7–9), con una región extensa de mayor ΔHbO/HbTotal alrededor —compatible con neovascularización alrededor de tejido necrótico— y menor SatO₂ en esa misma zona. Figura 3, Carbone et al. 2026.
Con el umbral que maximiza el estadístico J de Youden sobre la curva ROC (0.6):
La comparación entre los mapas de MamoRef y la anatomía patológica (biopsias) mostró una concordancia de casi el 80%. La concordancia entre los 5 evaluadores (kappa de Fleiss) fue de 0.253 — de "leve" a "moderada": esperable en una primera experiencia clínica, con evaluadores sin entrenamiento previo interpretando un tipo de imagen nuevo para ellos.
Curva ROC del estudio prospectivo (AUC = 0.77). Figura 7, Carbone et al. 2026.
| Técnica | Exactitud | Sensibilidad | Especificidad | AUC |
|---|---|---|---|---|
| MamoRef | 70% | 62% | 74% | 0.77 |
| Mamografía | 71.8% | 34%–60%* | 80%–91%* | 0.73 |
| Ecografía | 46.9% | 47%–100%* | 19%–100%* | 0.768 |
| Resonancia magnética | — | 55%–92%* | 70%–88%* | 0.93 |
*Rangos según distintos estudios citados en la literatura (ver Tabla 5, Carbone et al. 2026) — la dispersión entre estudios para una misma técnica es, en sí misma, una muestra de lo difícil que es fijar valores de referencia definitivos. Los intervalos de confianza de MamoRef son amplios por el tamaño de muestra todavía chico.
Del prototipo de laboratorio a la validación hospitalaria: así viene avanzando MamoRef.
MamoRef es un sistema óptico de mamografía desarrollado por BIONiRS. Usa luz láser infrarroja cercana (NIR), en vez de rayos X, para generar mapas de actividad metabólica de la mama que ayudan a clasificar lesiones benignas y malignas.
El Grupo de Óptica Biomédica del CIFICEN (CONICET–UNICEN–CICPBA), en Tandil, Argentina, liderado por el Dr. Juan Pomarico (director) y el Dr. Nicolás A. Carbone (investigador responsable del proyecto), bajo la marca BIONiRS.
No. Utiliza luz láser infrarroja de bajo poder, no ionizante, a diferencia de la mamografía por rayos X.
No. Está pensado como un complemento: suma información metabólica a las técnicas de imagen estándar, para ayudar a reducir biopsias innecesarias y mejorar el seguimiento de lesiones.
Está en etapa de validación clínica (TRL 6), con dos estudios publicados con revisión por pares (42 mediciones en 2024; 21 pacientes y AUC 0.77 en 2026). La validación regulatoria ante ANMAT y FDA, y los estudios clínicos multicéntricos, son los próximos pasos del proyecto.
Podés escribirle directamente a Nicolás Carbone a ncarbone@ifas.exa.unicen.edu.ar, o visitar la página de contacto.
Dos papers con revisión por pares y un resumen visual del proyecto, disponibles para leer y descargar.
MamoRef es posible gracias a un equipo de físicos, médicos e instituciones de salud trabajando en conjunto, con base en el Grupo de Óptica Biomédica del CIFICEN (CONICET–UNICEN), en Tandil.
