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Un torniquete ultrasónico para detener el sangrado del campo de batalla
El ejército de los EE. UU. Ha comenzado a desarrollar un torniquete ultrasónico en un esfuerzo por detener el sangrado potencialmente mortal durante el combate.
Los torniquetes ultrasónicos podrían evitar que los vasos sanguíneos se desangraran al coagular la sangre de forma no invasiva mediante ondas sonoras enfocadas. (Crédito: Investigación de Philips)
Llamó al Coagulación acústica con purga profunda (DBAC) programa, tiene como objetivo crear un dispositivo similar a un brazalete que se envuelve alrededor de una extremidad herida. En lugar de aplicar presión a la herida para detener el flujo de sangre, el dispositivo utilizaría haces de ultrasonido enfocados (ondas sonoras por encima de las frecuencias audibles) para coagular los vasos de forma no invasiva sin importar cuán profundos sean.
Si se golpea un vaso sanguíneo importante y se pierde mucha sangre rápidamente, una persona puede morir en unos pocos minutos, dice Michael Pashley, director de Imágenes y Terapia de Ultrasonido en Investigación de Philips en Briarcliff Manor, NY, uno de los grupos que participan en el programa.
Según la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa del Pentágono (DARPA), estas lesiones hemorrágicas internas son la principal causa de muerte de los soldados en el campo de batalla, dice Pashley. A la luz de esto, DARPA está comprometiendo hasta $ 51 millones para el proyecto durante cuatro años, que se distribuirán entre varias organizaciones de investigación diferentes.
El torniquete de ultrasonido está destinado a ganar tiempo, de modo que un médico pueda llevar al paciente a un centro médico mejor equipado, dice Lawrence Crum , director del Centro de Ultrasonido Industrial y Médico del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad de Washington en Seattle, que ha trabajado en este campo durante más de una década.
Una vez aplicado a una extremidad herida, el manguito detectaría automáticamente y luego sellaría los vasos sanguíneos o arterias dañados, al enfocar haces de ondas ultrasónicas en la herida para coagularla, en un proceso conocido como ultrasonido enfocado de alta intensidad o HIFU.
Las ondas ultrasónicas suelen ser inocuas y rebotan en el tejido. Este es el principio detrás de las ecografías, dice Crum. Pero cuando se enfocan las ondas ultrasónicas, el efecto es radicalmente diferente. Si concentra el ultrasonido de la misma manera que la luz, puede elevar la temperatura, especialmente si el tejido absorbe la onda, dice.
Para lograr este efecto, la frecuencia debe estar orientada a aumentar su absorción por el tejido, mientras que la intensidad debe ser aproximadamente un millón de veces mayor que la imagen de ultrasonido. Cuando se aplica a una herida sangrante, el efecto es similar a la cauterización, dice Crum.
HIFU ya está aprobado en algunas partes del mundo para tratar el cáncer de próstata, mientras que se están realizando ensayos clínicos para usarlo para tratar el cáncer de hígado y riñón. Para el tratamiento del cáncer, el tejido tumoral se extirpa utilizando el HIFU.
Aplicarlo al sangrado parece el siguiente paso sensato, dice Gail ter Haar , físico del Equipo de Ultrasonido Terapéutico del Instituto de Investigación del Cáncer en el Royal Marsden Hospital, cerca de Londres. Es ambicioso pero bastante realizable, dice.
El tejido circundante puede dañarse en el proceso, ya que se calentará cerca del punto de ebullición. Pero los vasos sanguíneos siguen siendo funcionales porque el flujo sanguíneo en el vaso enfría la pared y así la protege, dice ter Haar. Entonces, la sangre alrededor de la abertura se coagula, mientras que la sangre que pasa a través de los vasos continúa fluyendo.
La viabilidad biológica de esta tecnología está bien establecida, dice Joseph Eichinger, presidente de Seattle. AcousTx , que se separó de otra empresa, Therus, para participar en el programa de investigación de DARPA. Therus , también en Seattle, también ha estado desarrollando formas de utilizar el ultrasonido para detener el sangrado. En particular, su sistema de hemostasia acústica se está desarrollando para sellar las perforaciones en la arteria femoral de la ingle que se producen como parte de los tratamientos con catéter cardíaco. Normalmente, estos pinchazos deben tener una presión continua, y pueden tardar entre 30 minutos y varias horas en sellar, dice Eichinger. Con el enfoque HIFU, se sellan en solo unos segundos.
En su forma final, el manguito acústico consistirá en un dispositivo liviano y flexible con transductores de imágenes ultrasónicas y transductores terapéuticos que recubren su interior. Los transductores de imágenes, que funcionan de la misma manera que las ecografías, se utilizarán para identificar primero la vasculatura dentro de una extremidad y localizar cualquier hemorragia. Luego, los transductores terapéuticos se enfocan para detener el flujo sanguíneo.
Todas estas capacidades se han demostrado como partes separadas, dice Eichinger: ahora viene el obstáculo de ingeniería de unirlas en un paquete capaz de sobrevivir a los rigores de un campo de batalla. Es un entorno muy desafiante, dice. Ya es bastante difícil llevar un iPod a Irak y hacerlo funcionar. De hecho, el calor, la humedad, el polvo y el ruidoso entorno electromagnético del combate no podrían estar más lejos de una sala de tratamiento hospitalaria segura y limpia.