Investigadores de la UNAM desarrollaron un sistema para la medición de flujo sanguíneo, de utilidad vital para evaluar el proceso de revascularización coronaria en pacientes con afecciones cardiovasculares.
Con frecuencia, en una cirugía de by-pass coronario, el profesional, con base en su experiencia, realiza una valoración empírica de las condiciones del flujo restituido en la arteria de interés, con la consecuente probabilidad de errores que pueden ser fatales.
El prototipo, desarrollado en el Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS) de la UNAM permite, además de medir el fluido, observar la calidad del mismo en tiempo real.
Fabián García Nocetti, director del IIMAS, señaló que se pueden hacer mediciones en puntos de interés del sistema cardiovascular, con el cálculo de índices característicos para su correcta operación.
También, el cirujano puede visualizar el espectrograma asociado a la circulación en la arteria de interés y, con ello, detectar posibles anomalías ocasionadas por defectos de las mismas, o bien, por la sutura que implica el proceso quirúrgico.
En el mercado existen procesos para medir el fluido sanguíneo, pero no son económicamente accesibles. Son caros y utilizan sensores de corta vida útil, lo que encarece más su empleo. Además, proporcionan solamente una medición cuantitativa.
Sistema universitario
El desarrollado en la UNAM se conforma por un sensor ultrasónico, un detector Doppler, y un módulo de procesamiento y despliegue de información, albergado en una computadora personal.
El sensor es de bajo costo, esterilizable con métodos convencionales y con vida útil prolongada. Por la complejidad del área de trabajo, en el instituto se han desarrollado también accesorios que permiten posicionarlo con precisión y facilidad en el área, lo que garantiza un cálculo óptimo.
En tanto, el software permite adquirir, procesar, desplegar y cuantificar la información. Actualmente, utiliza una computadora personal tipo laptop. En el futuro, se planea desarrollar versiones para dispositivos móviles, que sean usados por los especialistas en forma preventiva.
Cuenta también con un sistema de base de datos con pormenores del paciente previo, durante y posterior a una cirugía, con lo que se podrán realizar estudios estadísticos para valorar la efectividad de este sensor.
Funcionamiento
¿Cómo funciona? Durante el proceso de cirugía de revascularización coronaria “a corazón abierto, el sensor ultrasónico, que es como un dispositivo pequeño, se posiciona encima del puente coronario (segmento de arteria o vena extraído del mismo paciente)”, explicó García Nocetti.
El detector envía una señal ultrasónica que al incidir sobre el torrente, genera una señal reflejada por las partículas propias de la sangre (ejemplo, glóbulos blancos y rojos) que es afectada por la velocidad del flujo y se refleja en una variación en la frecuencia ultrasónica, conocida como efecto Doppler.
La señal resultante, asociada con la diferencia entre la frecuencia que incide y la que regresa, es proporcional a la velocidad de la circulación; por tanto, es la que se acondiciona y procesa en la computadora para generar el espectrograma correspondiente, a partir del que se puede cuantificar y determinar características fundamentales del fluido, en tiempo real, apuntó el director del IIMAS.
El cirujano cardiovascular, con base en la información calculada, puede cuantificar diferentes tipos de parámetros útiles para determinar si existe o no algún tipo de anomalía en el flujo, o en el propio vaso utilizado para la revascularización.
Asimismo, se pueden detectar problemas causados por una sutura muy estrecha, o daños internos del vaso (acumulación de partículas), a través de cambios en el espectrograma observado.
El sistema para la medición es producto de la colaboración entre el IIMAS de la UNAM, el Instituto de Cibernética, Matemáticas y Física, y el Cardiocentro del Hospital Hermanos Ameijeiras de La Habana, Cuba.
Este prototipo, -que cuenta con cinco años de estudio-, conjunta la experiencia de la entidad universitaria en desarrollo de sistemas Doppler de ultrasonido, así como en diferentes tipos de modelos matemáticos y computacionales de alto desempeño para el procesamiento de señales, línea en la que García Nocetti y su equipo, coordinado por Julio Solano, llevan 20 años de labor.
Cardiólogos y cirujanos, entre los que se pueden mencionar a Juan Prohias y Alejandro Villar, del Cardiocentro cubano, han participado en el diseño de especificaciones y evaluación del sistema, pues para García Nocetti “el usuario” -el especialista cardiovascular- es una pieza fundamental para afinar este instrumento.
Un prototipo se prueba actualmente en la isla caribeña. A la fecha, se ha utilizado en más de 150 operaciones para instalar diferentes circuitos de puentes coronarios, bajo diferentes condiciones.
Con los resultados de un mayor número de operaciones, así como el estudio estadístico de la información que se genere, García Nocetti espera que, en un futuro próximo, y en consideración de los protocolos correspondientes, se puedan sentar las bases y procedimientos necesarios para que esta tecnología se emplee en el sistema de salud mexicano.
Puede extenderse para evaluar condiciones del flujo en el cerebro y en transplantes de hígado o riñón, entre otras aplicaciones.