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Detectar la presión cerebral sin cirugía
Una de las cosas más importantes que se deben controlar en pacientes que han sufrido un golpe severo en la cabeza o una hemorragia grave es la presión en el cerebro. Esto puede revelar un aumento en el volumen del cerebro, gracias al sangrado, la hinchazón u otros factores, que pueden comprimir y dañar el tejido cerebral y privar al órgano de sangre. Los aumentos de presión también se han relacionado con otros problemas neurológicos menos críticos, como migrañas y conmociones cerebrales repetidas. Pero los métodos actuales para monitorear la presión intracraneal son altamente invasivos: un neurocirujano perfora un orificio en el cráneo e inserta un catéter, lo que conlleva un riesgo de infección.
Bajo presión: Los investigadores han desarrollado una forma no invasiva de evaluar los altos niveles de presión en el cerebro (como se ve en esta resonancia magnética), que a menudo son el resultado de una lesión cerebral.
Thomas Heldt , un científico investigador del Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT, y los colaboradores Faisal Kashif y George Verghese, también del MIT, esperan cambiar eso con un nuevo método no invasivo para monitorear la presión intracraneal. Si bien la tecnología aún se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo, los estudios iniciales con datos de pacientes comatosos muestran que es tan precisa como la monitorización intracraneal con un catéter y más precisa que otras opciones menos invasivas, que implican la inserción de un catéter en el tejido. capas entre el interior del cráneo y el cerebro. Heldt presentó la investigación en el Sistemas electrónicos médicos de próxima generación taller en el MIT a principios de este mes.
Si tuviéramos una forma de determinar la presión en el campo, incluso una simple heurística, como si la presión es mayor de 20 mmHg (milímetros de mercurio, la medida estándar en la que intervienen los médicos), sería de gran ayuda, dice Rajiv Gupta , director del laboratorio de tomografía computarizada de volumen de ultra alta resolución en el Hospital General de Massachusetts, en Boston. La clasificación se basa en eso. Gupta no participó en la investigación.
Para evaluar la presión de manera no invasiva, el equipo de Heldt comenzó creando un modelo de circuito simple de presión en el cerebro utilizando el conocimiento de la anatomía del cerebro y cómo fluye la sangre y el líquido cefalorraquídeo a través del órgano. Luego desarrollaron un algoritmo para calcular la presión intracraneal para un nivel dado de presión arterial y flujo sanguíneo cerebral. La presión arterial se puede medir con un catéter insertado en la muñeca o indirectamente con un manguito para el dedo, un dispositivo similar al manguito de presión arterial del brazo pero que proporciona lecturas continuas de la presión arterial. Una técnica de ultrasonido no invasiva conocida como Doppler transcraneal puede detectar la velocidad del flujo sanguíneo craneal, que está directamente relacionada con el flujo en sí.
Los investigadores validaron el enfoque utilizando datos recopilados previamente de 45 pacientes comatosos. La estimación coincidió con la medida estándar de oro con una desviación de aproximadamente ocho a nueve mmHg. Otros métodos para medir la presión, como los catéteres insertados en el espacio entre el cráneo y el tejido cerebral, varían en 10 mmHg de una lectura a otra en el mismo cerebro.
Heldt dice que el objetivo es lograr una precisión de cuatro a cinco mmHg, lo que permitirá a los médicos distinguir entre una presión segura (la presión intracraneal de una persona sana oscila entre siete y 15 mmHg) y una que requiere intervención. Cuando la presión aumenta a entre 20 y 25 mmHg, los médicos intentan reducirla a un rango más seguro, ya sea mediante pasos tan simples como hacer que el paciente se siente, o tan severos como quitarle una parte del cráneo para aliviar la presión.
Los investigadores están a punto de comenzar una nueva prueba de la tecnología con colaboradores del Beth Israel Deaconess Medical Center en Boston utilizando datos recopilados en tiempo real de pacientes de la unidad de cuidados intensivos (UCI). Esperan que los datos de mejor calidad mejoren la precisión de la medida. (El conjunto de datos anterior se recopiló hace más de una década, con equipos más antiguos). También esperan mostrar que un método no invasivo para recolectar la presión arterial funcionará tan bien como la monitorización intraarterial.
Si bien los investigadores se centraron inicialmente en validar la tecnología en pacientes de la UCI, donde pueden comparar la medida con catéteres intracraneales, dicen que el mayor potencial de la herramienta es examinar pacientes con lesión cerebral traumática leve, migraña recurrente y ciertos trastornos vestibulares.
El efecto acumulativo de una lesión cerebral leve es de gran preocupación tanto para los atletas como para los militares, dada la creciente evidencia de que el daño repetitivo puede tener efectos graves a largo plazo. Para una lesión cerebral traumática leve, no sabemos qué hace la presión intracraneal, dice Heldt. Investigaciones recientes en ratas han demostrado que la exposición a una explosión, que genera una onda de presión, desencadena un aumento de la presión intracraneal; cuanto mayor sea la explosión, mayor será el aumento de presión. Eventualmente, los investigadores planean desarrollar dispositivos miniaturizados que podrían desplegarse en el campo de batalla o en el campo deportivo.
Heldt agrega que su equipo no es el primero en intentar evaluar la presión intracraneal basándose en el flujo sanguíneo arterial y cerebral. Pero los esfuerzos anteriores utilizaron enfoques de minería de datos o aprendizaje automático para crear el algoritmo. Tales enfoques requieren una base de datos de medidas previas. Si un nuevo paciente es sustancialmente diferente de los de la base de datos, el algoritmo falla. Al incorporar un conocimiento fisiológico simple del cerebro, su equipo podría crear un modelo que no requiere ningún conocimiento previo del paciente ni de nadie más.