La sala de emergencias del Hospital de Sant Pau lo utiliza
Un dispositivo óptico para ayudar en los tratamientos contra el ictus
Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas, en Barcelona, han desarrollado un dispositivo óptico portátil que permite monitorizar en tiempo real la evolución del accidente cerebrovascular, emitiendo una luz infrarroja no invasiva al cerebro del paciente para valorar sus niveles de oxígeno y flujo sanguíneo. De esta forma el médico determina de forma inmediata la eficacia de los tratamientos en los momentos más críticos.
Monitorización de la circulación cerebral en tiempo real junto a la cama del paciente. Los sensores ópticos no invasivos realizan la medición de manera continua mientras el neurólogo realiza una medición Doppler transcraneal de rutina al costado de la cama del paciente. Estos sensores monitorizan, en tiempo real, el flujo sanguíneo y la oxigenación de la sangre en el cerebro después de un accidente cerebrovascular y ven si la obstrucción en el vaso se ha disuelto gracias al tratamiento. / Raquel Delgado-Mederos, Hospital de la Santa Creu i Sant Pau
El accidente cerebrovascular o ictus es la principal causa de discapacidad en adultos y la segunda causa de muerte en el mundo, con más de 400,000 muertes cada año en Europa. A menudo conocido como 'ataque cerebral', ocurre cuando se produce un bloqueo del flujo de sangre a un área específica del cerebro, causada por un coágulo que obstruye el vaso o porque el vaso sanguíneo se rompe. Cuando se produce un accidente cerebrovascular, el flujo sanguíneo disminuye drásticamente y las células del cerebro de las áreas dañadas se ven privadas de oxígeno y glucosa necesarios para sobrevivir.
Los accidentes cerebrovasculares, en particular los isquémicos, son una afección compleja. Los tratamientos más comunes que se aplica implican la rápida disolución del coágulo mediante la administración sistémica o local de un fármaco destructor de coágulos, o la extracción mecánica del mismo. Estos tratamientos deben administrarse en la sala de emergencias o unidades de ictus a pocas horas del accidente cerebrovascular. Desafortunadamente, estos están disponibles solo para un pequeño subconjunto de pacientes y, a su vez, el resultado es favorable en un pequeño porcentaje de aquellos pacientes tratados.
Este dispositivo óptico utiliza técnicas de óptica difusa en el rango infrarrojo cercano para medir el nivel de oxígeno en la sangre y el flujo sanguíneo
La personalización del tratamiento basada en la monitorización continua del flujo sanguíneo cerebral se ha propuesto para mejorar el resultado general del tratamiento, pero esta monitorización no está disponible actualmente en los centros hospitalarios y clínicas.
Este es el objetivo del nuevo dispositivo desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) dirigidos por el profesor ICREA Turgut Durduran, con la colaboración de la Unidad de Ictus del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona dirigida por la doctora Raquel Delgado-Mederos.
De hecho, es la primera vez que se incluye este dispositivo en la sala de emergencias de un hospital y se prueba en un grupo de pacientes que llegaron con un ictus a la sala de emergencias.
Los detalles se publican en la revista OSA Biomedical Optics Express, donde se informa sobre el desarrollo de este dispositivo óptico no invasivo que puede proporcionar a los médicos una monitorización en tiempo real del accidente y ayudarles a determinar, de manera inmediata, si el tratamiento elegido aplicado al paciente ha sido efectivo o no.
Sensores de frente colocados en el paciente. / Raquel Delgado-Mederos, Hospital de la Santa Creu i Sant Pau
Durduran ha estado trabajando en esta técnica durante muchos años, con la certeza de que podría convertirse en una futura herramienta potente para la monitorización médica no invasiva y ayudar a mejorar los sistemas de diagnóstico utilizados hasta ahora.
"El dispositivo óptico que hemos desarrollado en ICFO utiliza técnicas de óptica difusa en el rango infrarrojo cercano (NIRS y DCS) para medir el nivel de oxígeno en la sangre y el flujo sanguíneo. Es un dispositivo portátil, no invasivo, de bajo costo y fácil de usar que puede colocarse junto a la cama de cualquier paciente en la sala de emergencia y usarse en tiempo real para monitorizar de manera efectiva a los pacientes y alertar a los médicos si están evolucionando bien o no", comenta Turgut Durduran.
Incluso, "la combinación de dos técnicas permite medir de manera continua el flujo sanguíneo no solo a un nivel macrovascular (Ultrasonido Doppler Transcraneal), sino también a un nivel microvascular (NIRS y DCS)". La larga lista de beneficios incluye portabilidad, facilidad de utilización, continuidad de medición y bajo coste.
El dispositivo envía luz infrarroja al cerebro del paciente, que viaja a través del cráneo y alcanza las capas más externas del cerebro. A medida que la luz viaja a través de los tejidos, interactúa con el tejido cerebral y se dispersa de diferentes maneras dependiendo de su composición. La información luego se recupera mediante un detector que se encuentra a pocos centímetros del emisor de la fuente de luz, y se determinan los parámetros del flujo sanguíneo y los niveles de oxígeno en la sangre.
Una mejora en los sistemas de diagnóstico
"Esta técnica es una mejora importante en los sistemas de diagnóstico. Los sistemas de diagnóstico actuales que miden el flujo sanguíneo, como la resonancia magnética o la tomografía computarizada, generalmente se realizan en momentos específicos cuando el paciente está en la sala de emergencias, sistemas que no permiten ver de manera continua lo que está sucediendo con el paciente", menciona Raquel Delgado. Por otro lado, también enfatiza que "el Doppler transcraneal puede realizar una monitorización continua, pero solo mide el flujo sanguíneo en los macro vasos, lo que no permite dar información sobre el daño local".
El equipo de la unidad de accidentes cerebrovasculares del Hospital de Sant Pau probó el sistema de monitorización óptica en cinco pacientes ingresados en la sala de emergencias con un accidente cerebrovascular isquémico agudo y que fueron tratados con el activador Tisular del Plasminógeno (tPA), un medicamento que intenta disolver el coágulo para mejorar el flujo sanguíneo.
Es la primera vez que se incluye este dispositivo en la sala de emergencias de un hospital y se prueba en un grupo de pacientes que llegaron con un ictus
Utilizaron el sistema mientras se administraba el tratamiento y luego controlaron el flujo sanguíneo y los parámetros de oxigenación. Vieron que el aumento del nivel de flujo sanguíneo detectado con el nuevo sistema se correlacionaba con la apertura del vaso bloqueado observado también en la imagen Doppler transcraneal.
Los primeros resultados de esta técnica confirman un futuro prometedor para aplicaciones médicas, buscando proporcionar tratamientos personalizados a pacientes con el fin de mejorar sus posibilidades de una pronta recuperación, y así reducir sus discapacidades a largo plazo. La spin-off del ICFO, Hemophotonics, ha comercializado la tecnología con el objetivo de desarrollar software y sondas fáciles de usar para facilitar la implementación a gran escala del sistema en entornos clínicos.
El desarrollo e integración de este dispositivo que, según sus creadores, muestra tener el potencial para convertirse en una herramienta futura para la monitorización médica no invasiva, ha sido impulsado por la Fundación Bancària “la Caixa” bajo la iniciativa LlumMedBcn, la Fundación CELLEX de Barcelona y el Ministerio de Sanidad.
Los científicos del ICFO y Sant Pau han recibido recientemente financiación de La Marató de TV3 para embarcarse en un nuevo estudio que utilizará esta tecnología para categorizar a los pacientes con accidentes cerebrovasculares en diferentes grupos de tratamiento relacionado con estrategias operativas en la Unidad de Ictus. Este será el primer estudio clínico aleatorio controlado que pretende demostrar la eficacia de la categorización del paciente utilizando la tecnología de óptica difusa.
Monitorización del cerebro en tiempo real. / Raquel Delgado-Mederos, Hospital de la Santa Creu i Sant Pau
Referencia bibliográfica:
Raquel Delgado-Mederos, Clara Gregori-Pla, Peyman Zirak, Igor Blanco, Lavinia Dinia, Rebeca Marín, Turgut Durduran, and Joan Martí-Fàbregas. “Transcranial diffuse optical assessment of the microvascular reperfusion after thrombolysis for acute ischemic stroke”. OSA’s Biomedical Optics Express, 2018.
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