La Nueva Técnica Para Controlar La Presión En El Cerebro Es Mucho Menos Invasiva

Presión del cerebro humano

La nueva técnica podría ayudar a los médicos a determinar si los pacientes tienen riesgo de presión elevada.

Las lesiones cerebrales traumáticas, así como las enfermedades infecciosas como la meningitis, pueden provocar inflamación cerebral y una presión peligrosamente alta en el cerebro. Si no se trata, los pacientes corren el riesgo de sufrir daño cerebral y, en algunos casos, la presión elevada puede ser fatal.

Las técnicas actuales para medir la presión dentro del cerebro son tan invasivas que la medición solo se realiza en los pacientes con mayor riesgo. Sin embargo, eso puede cambiar pronto, ahora que un equipo de investigadores de MIT y el Boston Children’s Hospital ha ideado una forma mucho menos invasiva de controlar la presión intracraneal (PIC).

“En última instancia, el objetivo es tener un monitor al lado de la cama en el que solo usemos mediciones mínimamente invasivas o no invasivas y produzcamos estimaciones de la PIC en tiempo real”, dice Thomas Heldt, profesor de desarrollo profesional de WM Keck en Ingeniería Biomédica en el Instituto de Ingeniería y ciencia médica, profesor asociado de ingeniería eléctrica y biomédica e investigador principal en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT.

En un estudio de pacientes con edades comprendidas entre los 2 y los 25 años, los investigadores demostraron que su medición es casi tan precisa como la técnica estándar de oro actual, que requiere perforar un agujero en el cráneo.

Heldt es el autor principal del artículo, que aparece en la edición del 23 de agosto de la revista Journal of Neurosurgery: Pediatrics . Andrea Fanelli, científica investigadora del MIT, es la autora principal del estudio.

Riesgo elevado

En condiciones normales, la PIC está entre 5 y 15 milímetros de mercurio (mmHg). Cuando el cerebro sufre una lesión traumática o hinchazón provocada por una inflamación, la presión puede superar los 20 mmHg, lo que impide el flujo sanguíneo al cerebro. Esto puede provocar la muerte celular por falta de oxígeno y, en casos graves, la hinchazón empuja hacia abajo el tronco del encéfalo, el área que controla la respiración, y puede hacer que el paciente pierda el conocimiento o incluso deje de respirar.

La medición de la PIC actualmente requiere perforar un orificio en el cráneo e insertar un catéter en el espacio ventricular, que contiene líquido cefalorraquídeo. Este procedimiento invasivo solo se realiza para pacientes en unidades de cuidados intensivos que tienen un alto riesgo de PIC elevada. Cuando la presión cerebral de un paciente se vuelve peligrosamente alta, los médicos pueden ayudar a aliviarla drenando el líquido cefalorraquídeo a través de un catéter insertado en el cerebro. En casos muy graves, extraen una parte del cráneo para que el cerebro tenga más espacio para expandirse y luego la reemplazan una vez que la hinchazón disminuye.

Heldt comenzó a trabajar en una forma menos invasiva de monitorear la PIC hace más de 10 años, junto con George Verghese, el profesor Henry Ellis Warren de Ingeniería Eléctrica en el MIT, y el entonces estudiante graduado Faisal Kashif. Los investigadores publicaron un artículo en 2012 en el que desarrollaron una forma de estimar la PIC basada en dos mediciones: la presión arterial, que se toma insertando un catéter en la muñeca del paciente, y la velocidad del flujo sanguíneo que ingresa al cerebro, medida sosteniendo una sonda de ultrasonido en la sien del paciente.

Para ese estudio inicial, los investigadores desarrollaron un modelo matemático de la relación entre la presión arterial, la velocidad del flujo sanguíneo cerebral y la PIC. Probaron el modelo en datos recopilados varios años antes de pacientes con lesión cerebral traumática en la Universidad de Cambridge, con resultados alentadores.

En su nuevo estudio, los investigadores querían mejorar el algoritmo que estaban usando para estimar la PIC y también desarrollar métodos para recopilar sus propios datos de pacientes pediátricos.

Se unieron a Robert Tasker, director del programa de atención neurocrítica pediátrica en el Boston Children’s Hospital y coautor del nuevo artículo, para identificar a los pacientes para el estudio y ayudar a mover la tecnología al lado de la cama. El sistema se probó solo en pacientes cuyos tutores aprobaron el procedimiento. La presión arterial y la PIC ya se estaban midiendo como parte del control de rutina de los pacientes, por lo que el único elemento adicional era la medición por ultrasonido.

Fanelli también ideó una forma de automatizar el análisis de datos de modo que solo se utilizaran los segmentos de datos con la relación señal / ruido más alta, lo que hace que las estimaciones de ICP sean más precisas.

“Construimos una canalización de procesamiento de señales que pudo detectar automáticamente los segmentos de datos en los que podíamos confiar en comparación con los segmentos de datos que eran demasiado ruidosos para ser utilizados para la estimación de ICP”, dice. “Queríamos tener un enfoque automatizado que pudiera ser completamente independiente del usuario”.

Supervisión ampliada

Las estimaciones de la PIC generadas por esta nueva técnica estaban, en promedio, dentro de aproximadamente 1 mmHg de las mediciones tomadas con el método invasivo. “Desde una perspectiva clínica, estaba dentro de los límites que consideraríamos útiles”, dice Tasker.

En este estudio, los investigadores se centraron en pacientes con lesiones graves porque esos son los pacientes a los que ya se les había realizado una medición invasiva de la PIC. Sin embargo, un enfoque menos invasivo podría permitir que la monitorización de la PIC se amplíe para incluir a pacientes con enfermedades como meningitis y encefalitis, así como malaria, que pueden causar inflamación cerebral.

“En el pasado, para estas condiciones, nunca consideraríamos el monitoreo del PCI. Lo que la investigación actual nos ha abierto es la posibilidad de que podamos incluir a estos otros pacientes y tratar de identificar no solo si tienen una PIC elevada, sino también algún grado de magnitud ”, dice Tasker.

“Estos hallazgos son muy alentadores y pueden abrir el camino para una atención neurocrítica confiable y no invasiva”, dice Nino Stocchetti, profesor de anestesia y medicina de cuidados intensivos en el Policlínico de Milán, Italia, que no participó en la investigación. “Como reconocen los autores, estos resultados ‘indican una ruta prometedora’ en lugar de ser concluyentes: siguen siendo necesarios trabajos adicionales, mejoras y más pacientes”.

Los investigadores ahora están realizando dos estudios adicionales, en el Beth Israel Deaconess Medical Center y el Boston Medical Center, para probar su sistema en una gama más amplia de pacientes, incluidos aquellos que han sufrido accidentes cerebrovasculares. Además de ayudar a los médicos a evaluar a los pacientes, los investigadores esperan que su tecnología también pueda ayudar con los esfuerzos de investigación para aprender más sobre cómo la PIC elevada afecta el cerebro.

“Ha habido una limitación fundamental en el estudio de la presión intracraneal y su relación con una variedad de condiciones, simplemente porque no teníamos una forma precisa y sólida de obtener la medición de forma no invasiva”, dice Heldt.

Los investigadores también están trabajando en una forma de medir la presión arterial sin insertar un catéter, lo que facilitaría la implementación de la tecnología en cualquier lugar.

“Esta estimación podría ser de gran beneficio en el consultorio del pediatra, el consultorio del oftalmólogo, la ambulancia, el departamento de emergencias, por lo que desea tener una medición de la presión arterial completamente no invasiva”, dice Heldt. “Estamos trabajando para desarrollar eso”.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, Maxim Integrated Products y el Departamento de Anestesiología, Cuidados Intensivos y Medicina del Dolor del Boston Children’s Hospital.

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