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Operando dentro de un corazón que late
Arreglar el corazón es difícil. Ciertos procedimientos deben realizarse en un órgano estacionario, por lo que se detiene el corazón y se coloca al paciente en una máquina de circulación extracorpórea. Pero detener el corazón aumenta el riesgo de daño cerebral. Ahora, investigadores de la Universidad de Harvard y del Children's Hospital Boston están probando un sistema robótico que podría ayudar a los cirujanos a realizar una reparación de válvulas común mientras el corazón late. El sistema utiliza imágenes de ultrasonido en 3-D para predecir y compensar el movimiento del corazón para que el cirujano pueda trabajar en la válvula mitral del paciente mientras se mueve.
Objetivo en movimiento: Este dispositivo permite a los cirujanos sujetar pequeñas anclas al tejido dentro de un corazón que late compensando el movimiento del corazón.
Unas 50.000 personas al año, solo en los EE. UU., Se someten a cirugía de la válvula mitral, dice Robert Howe , profesor de ingeniería en Harvard e investigador del proyecto. Es una preocupación clínica urgente.
El objetivo del procedimiento es reducir el tamaño de la válvula. Tradicionalmente, esto se hace colocando un anillo rígido alrededor de la válvula y suturándolo a mano.
Sabemos reparar válvulas. Pero lo que los pacientes y los médicos quieren es una recuperación más rápida, dice Marc Gillinov, cirujano cardíaco de la Clínica Cleveland que no participó en la investigación. Un paciente puede tardar dos o tres meses en recuperarse de un procedimiento a corazón abierto; si no fuera necesario detener el corazón, el tiempo de recuperación podría disminuir significativamente. Realizar la cirugía en un corazón latiendo también le daría al cirujano retroalimentación instantánea sobre la efectividad del procedimiento. Al hacerlo, sabrá si la válvula está funcionando bien, dice Gillinov.
Howe dice que, además, varios estudios muestran que detener el corazón puede resultar en déficits cognitivos a largo plazo y que las personas mayores o frágiles en particular no siempre responden bien a las máquinas de bypass. Espera que su sistema haga que la cirugía cardíaca sea más segura.
A diferencia de la reparación tradicional de la válvula mitral, el procedimiento de Howe no implica la apertura del corazón en sí. En cambio, se inserta una aguja hueca en el órgano. La aguja se utiliza para introducir pequeñas anclas en el corazón y fijarlas al tejido alrededor de la válvula mitral. Luego, los anclajes se pueden juntar con un alambre de sutura para disminuir el tamaño de la abertura de la válvula. El desafío aquí es que [para fijar las anclas] necesitamos hacer un seguimiento de dónde está el tejido cardíaco, ya que el corazón se mueve continuamente, dice Howe. El equipo de Howe optó por utilizar ultrasonido en 3-D para visualizar el movimiento del corazón porque con otras técnicas de imagen, como el video, las estructuras internas del órgano se habrían ocultado por la sangre circulante.
Los datos de las imágenes de ultrasonido en 3-D se analizan utilizando un software especial escrito por los investigadores. El software puede predecir dónde estará el tejido cardíaco aproximadamente de 70 a 100 milisegundos en el futuro, por lo que la posición de la punta de la herramienta quirúrgica portátil se puede ajustar en consecuencia. Los sensores de la herramienta también detectan si entra en contacto con el tejido. Podemos detectar muy rápidamente si las cosas se desvían mucho de lo que se predice y luego retirar el [instrumento] para sacarlo del camino, dice Howe.
Después de estudiar el movimiento de corazones reales, los investigadores desarrollaron un modelo de espuma para probar si su dispositivo aumentaba la destreza de un pequeño grupo de cirujanos a los que se les pidió que fijaran anclajes a la espuma en posiciones particulares. Howe dice que el desempeño de los cirujanos mejoró notablemente cuando utilizaron el sistema de compensación de movimiento. Sin él, hubo una tasa de fallas mucho más alta y las fuerzas que aplicaron también fueron mucho más altas, dice. En un entorno clínico, aplicar demasiada fuerza a la válvula podría dañar el tejido cardíaco. Howe dice que el sistema permite a los cirujanos fijar los anclajes entre uno y dos milímetros de su posición prevista, lo cual está bien, dada la flexibilidad del tejido cardíaco.
Es una investigación muy prometedora, dice Cenk Cavusoglu , profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Case Western Reserve. Cavusoglu está trabajando en un sistema similar para permitir que los cirujanos realicen una cirugía de derivación de las arterias coronarias. Si bien el procedimiento en sí es bastante diferente, la necesidad de compensación de movimiento es la misma. Cavusoglu dice que está impresionado por el diseño simple de la herramienta de reparación de válvulas y por los resultados de los investigadores hasta ahora.
Shelten Yuen , un estudiante de doctorado de Harvard que trabajó en el sistema de compensación de movimiento, dice que los ensayos preliminares con animales ya han comenzado. Pero aún queda mucho trabajo por hacer para perfeccionar la herramienta. Hay mucho interés de mi parte en términos de incorporar sensores adicionales, como electrocardiogramas y sensores de fuerza, dice Yuen.
Romuald Ginhoux, analista de sistemas de software médico en Tecnologías medias , en Francia, está de acuerdo en que sensores adicionales podrían hacer que el sistema sea más preciso. Ginhoux también quedó impresionado por el pequeño tamaño del dispositivo, que es casi tan grande como un soldador. Ginhoux dice que en 2003, trabajó en robots similares para cirugías cardíacas, pero que eran del tamaño de un brazo real.
Yuen dice que espera hacer que el dispositivo sea aún más pequeño y liviano para que responda mejor a presiones leves, dando a los cirujanos una mejor sensación del tejido del corazón.