Procedimientos de catéter guiados por pequeña sonda de ultrasonido 3D

Ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke (Durham, NC, EUA) diseñaron y construyeron una sonda de ultrasonido novedosa, que es lo suficientemente poderosa para suministrar imágenes tridimensionales (3D) detalladas. El nuevo dispositivo se desempeña como un ojo compuesto de insecto, imágenes que se fusionan de 108 sensores miniatura trabajando juntos.

Los procedimientos basados en catéter incluyen instrumentos que empujan a través de los vasos sanguíneos para realizar varias tareas, como aclaramiento de arterias o colocar stents, típicamente con la guía de imágenes de rayos X. En una serie de experimentos de prueba de principio en un tanque de agua usando vasos simulados, los ingenieros usaron la sonda nueva de ultrasonido para guiar procedimientos específicos; la colocación de un filtro dentro de un vaso y la colocación de un parche sintético para aneurismas aórticos. Los científicos planean pruebas del sistema nuevo en animales en un año.

"No quedan barreras tecnológicas por superar”; dijo el Dr. Stephen W. Smith, director del Grupo de Transductor de Ultrasonido de la Universidad de Duke y miembro importante del equipo de investigación. Los investigadores publicaron los resultados de su última investigación en la edición en línea de Septiembre de 2008 de la revista IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control (UFFC).

"A pesar de que hemos demostrado que la sonda funciona para dos tipos de procedimientos, creemos que resultará más allá del alcance”, dijo el Dr. Smith. "Hay muchos procedimientos intervencionistas basados en catéter donde la guía de ultrasonido 3D puede ser usada, incluyendo los reemplazos de válvula cardiaca y la colocación de fibras en el cerebro para prevenir la apoplejía. A dondequiera que pueda ir un catéter, puede ir la sonda”.

Actualmente, cuando se maniobra un catéter a través de un vaso, los médicos se basan en imágenes de rayos X tomadas desde fuera del cuerpo y mostradas en un monitor para manipular sus instrumentos. Con frecuencia, se inyecta un agente de contraste en el torrente sanguíneo para iluminar el vaso.

"Aunque las imágenes obtenidas de esta manera son buenas, algunos pacientes experimentan reacciones adversas al agente de contraste”, comentó el ingeniero investigador Dr. Edward Light, primer autor del artículo y diseñador de la nueva sonda. "Además, las imágenes obtenidas de esta manera son efímeras. La guía de ultrasonido 3D no usa radiación de rayos X o agentes de contraste, y las imágenes son continuas y en tiempo real”.

Otra ventaja de la tecnología es su facilidad de transporte, que es un tema importante para los pacientes que están demasiado enfermos para ser transportados, puesto que los rayos X deben ser tomados en salas especialmente equipadas, de acuerdo con el Dr. Light. La máquina de ultrasonido 3D tiene ruedas y puede ser movida fácilmente a la sala de un paciente.

Los desarrollos en tecnología de ultrasonido han hecho posible esos últimos experimentos, reportaron los investigadores, generando imágenes en movimiento en 3D, detalladas, en tiempo real. El laboratorio de Duke tiene una larga historia de modificar el ultrasonido 2D tradicional, similar al que usaron para visualizar bebés en el útero, en las exploraciones 3D más sofisticadas. Después de inventar la técnica en 1991, el equipo también ha mostrado su utilidad en desarrollar catéteres especializados y endoscopios para imagenología en tiempo real de los vasos sanguíneos en el corazón y el cerebro.

Después de probar muchas variaciones del diseño de la sonda, también conocida como un transductor, los ingenieros salieron con un nuevo enfoque, recubriendo el borde frontal de la cubierta del catéter con 108 detectores en miniatura. "Esos detectores minúsculos funcionan juntos para crear un detector grande, que trabaja de manera muy similar a los ojos compuestos de los insectos”, explicó el Dr. Light.

En el primer experimento, la nueva sonda guió exitosamente la colocación de un filtro en una vena cava simulada, la vena grande que transporta sangre desoxigenada de las extremidades inferiores hasta la parte trasera del corazón. Los pacientes con coágulos en su pierna, conocido como trombosis venosa profunda, que no pueden recibir drogas disgregadoras del coágulo, reciben esos filtros para prevenir que los coágulos que se disgregan viajen al corazón y los pulmones.

El segundo experimento incluyó la colocación de injertos de stent de aneurisma-aorta abdominal, que son tubos sintéticos largos usados para colocar parches en las áreas debilitadas de la aorta que están en riesgo de estallar.

"Creo que hemos demostrado que el ultrasonido 3D funciona claramente en varios procedimientos intervencionistas”, concluyó el Dr. Smith. "Visualizamos un momento en el futuro no demasiado distante cuando esta tecnología se convierta en el equipo estándar en varios estuches de catéter”.

Duke University