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Mirando el cerebro con luz
Una nueva tecnología de diagnóstico no invasiva podría brindarles a los médicos el signo más importante de la salud del cerebro: la saturación de oxígeno. Fabricado por una empresa israelí llamada OrNim y programada para ensayos en pacientes en hospitales de EE. UU. a finales de este año, la tecnología, llamada oximetría dirigida, podría hacer lo que los oxímetros de pulso estándar no pueden hacer.
Lector de mente: La sonda de oximetría dirigida OrNim (arriba) se adhiere al cuero cabelludo para monitorear los niveles de oxígeno de áreas específicas del cerebro.
Se coloca un oxímetro de pulso estándar en un dedo o en el lóbulo de la oreja para medir los niveles de oxígeno debajo de la piel. Actúa transmitiendo un haz de luz a través de los vasos sanguíneos para medir la absorción de luz por la hemoglobina oxigenada y desoxigenada. La información permite a los médicos saber inmediatamente si los niveles de oxígeno en la sangre del paciente están subiendo o bajando.
Antes del desarrollo de los oxímetros de pulso, la única forma de medir la saturación de oxígeno era tomar una muestra de sangre de una arteria y analizarla en un laboratorio. Al proporcionar una medida de oxigenación inmediata y no invasiva, los oxímetros de pulso revolucionaron la anestesia y otros procedimientos médicos.
Si bien los oxímetros de pulso se han vuelto precisos y confiables, tienen una limitación clave: no pueden medir la saturación de oxígeno en áreas específicas profundas del cuerpo. Debido a que los oxímetros de pulso miden solo los niveles generales de oxígeno en la sangre, no tienen forma de monitorear la saturación de oxígeno en una región específica. Esto es especialmente problemático en el caso de lesiones cerebrales, ya que la oxigenación del cerebro puede diferir de la del resto del cuerpo.
La información sobre la oxigenación en regiones específicas del cerebro sería valiosa para los neurólogos que monitorean a un paciente con lesión cerebral, ya que podría usarse para buscar hematomas localizados y dar aviso inmediato de accidentes cerebrovasculares hemorrágicos. Cuando ocurre un derrame cerebral, un área del cerebro se ve privada de sangre y, por lo tanto, de oxígeno, pero no hay una forma inmediata de detectar la ocurrencia del ataque.
Las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas brindan una instantánea del daño tisular, pero no se pueden usar para un monitoreo continuo. También puede ser muy difícil realizar este tipo de exploraciones en pacientes inconscientes conectados a dispositivos de soporte vital.
Wade Smith, neurólogo de la Universidad de California en San Francisco y asesor de OrNim, señala que, si bien los cardiólogos tienen dispositivos para monitorear los corazones en detalle, los neurólogos no tienen una herramienta equivalente. Con los pacientes con lesiones cerebrales, dice Smith, el estado del arte es volar a ciegas.
El nuevo dispositivo de OrNim utiliza una técnica llamada marcación por luz ultrasónica para aislar y monitorear un área de tejido del tamaño de un terrón de azúcar ubicada entre 1 y 2,5 centímetros debajo de la piel. La sonda, que descansa sobre el cuero cabelludo, contiene tres fuentes de luz láser de diferentes longitudes de onda, un detector de luz y un emisor ultrasónico.
La luz láser se difunde a través del cráneo e ilumina el tejido que se encuentra debajo. El emisor ultrasónico envía pulsos altamente direccionales al tejido. Los pulsos cambian las propiedades ópticas del tejido de tal manera que modulan la luz láser que viaja a través del tejido. En efecto, los pulsos ultrasónicos marcan una porción específica de tejido para ser observada por el detector. Dado que se conoce la velocidad de los pulsos ultrasónicos, se puede seleccionar una profundidad específica para la monitorización.
El detector capta la luz láser modulada y la utiliza para calcular el color del tejido. Dado que el color está directamente relacionado con la saturación de oxígeno en la sangre (por ejemplo, la sangre arterial es de color rojo brillante, mientras que la sangre venosa es de color rojo oscuro), se puede utilizar para deducir la saturación de oxígeno del tejido. La medición es absoluta en lugar de relativa, porque el color es un indicador de la absorción espectral de hemoglobina y no se ve afectado por el cuero cabelludo.
Las áreas más profundas podrían iluminarse con rayos láser más fuertes, pero la intensidad de la luz debe mantenerse a niveles que no dañen la piel. Dada la profundidad práctica actual de la tecnología de 2,5 centímetros, es más adecuada para monitorear las capas superiores del cerebro. Smith sugiere que la tecnología podría usarse para monitorear grupos específicos de vasos sanguíneos.
Si bien la tecnología está diseñada para monitorear un área específica, también podría usarse para monitorear todo un hemisferio del cerebro. Medir cualquier área dentro del cerebro podría producir mejor información sobre la saturación de oxígeno en todo el cerebro que la que obtendría un oxímetro de pulso en cualquier otra parte del cuerpo. Hilton Kaplan, investigador de la Instalación de Desarrollo de Dispositivos Médicos de la Universidad del Sur de California, dice: Si esta tecnología nos permite medir realmente en el interior, entonces eso es una gran mejora con respecto a las limitaciones de décadas de versiones cutáneas.
Michal Balberg, director ejecutivo y cofundador de OrNim, cree que, en última instancia, puede ser factible desplegar conjuntos de sondas en la cabeza para obtener un mapa topográfico de la oxigenación cerebral. Con el tiempo, la oxigenación cerebral puede considerarse un parámetro crítico que debe controlarse de forma rutinaria. Balberg dice: Nuestro desarrollo está dirigido a establecer un nuevo signo vital cerebral que se utilizará para monitorear a cualquier paciente [que esté] inconsciente o bajo anestesia. Creemos que esto afectará el manejo del paciente en la próxima década de una manera comparable a los oxímetros de pulso.
Michael Chorost cubre dispositivos médicos para Revisión de tecnología . Su libro sobre implantes cocleares, Reconstruida: cómo convertirme en parte de la computadora me hizo más humano , fue publicado en 2005.