Los ingenieros de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una nueva técnica no invasiva para simular reparaciones de la válvula mitral del corazón con niveles de precisión lo suficientemente confiables para su uso en un entorno clínico. La enfermedad de la válvula mitral MV es una de las válvulas más comunesrelacionadas con el corazón, recién diagnosticadas en 5 millones de estadounidenses cada año. Si no se controla, la enfermedad MV puede provocar insuficiencia cardíaca y / o accidente cerebrovascular. Este avance en la tecnología de modelado computacional permite a los cirujanos proporcionar tratamientos específicos para el paciente, un desarrollo que mejoraráeficacia a largo plazo de los enfoques médicos actuales.
Dirigido por Michael Sacks, profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería Cockrell, el equipo describió su técnica de modelado computacional para la obtención de imágenes de folletos MV: aletas ubicadas en la base de la válvula que se abren y cierran para regular la sangreflujo de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo del corazón, en números recientes de la Revista internacional de métodos numéricos en ingeniería biomédica y el Anales de Ingeniería Biomédica .
El MV juega un papel crucial en el mantenimiento del flujo sanguíneo saludable en el corazón, pero la función normal puede verse comprometida de varias maneras. Por ejemplo, los ataques cardíacos pueden alterar la capacidad de los folletos de MV para cerrarse correctamente, lo que resulta en una fuga de sangre hacia atrásdentro de la aurícula izquierda del corazón. Por lo tanto, la importancia de la función saludable de MV se entiende ampliamente dentro de la comunidad médica, pero no existe un consenso sobre la mejor forma de tratar los trastornos comunes de MV, como la regurgitación, el prolapso y la estenosis de la válvula mitral.
Hasta ahora, ha habido una falta de enfoques de modelado precisos disponibles para los cirujanos para predecir los mejores métodos quirúrgicos para restaurar la función MV.
"Las válvulas cardíacas son muy difíciles de estudiar. Son estructuras complejas que se mueven increíblemente rápido y se encuentran dentro del corazón, lo que las hace extremadamente difíciles de visualizar", dijo Sacks, quien también se desempeña como director del Centro James T. Willerson paraModelado y simulación cardiovascular en el Instituto de Ingeniería y Ciencias Computacionales de la universidad. "Nuestro nuevo modelo computacional proporciona a los cirujanos una herramienta para la predicción de resultados posquirúrgicos a partir de datos prequirúrgicos obtenidos clínicamente".
Sacks ha pasado la mayor parte de su carrera académica analizando y modelando la función de la válvula cardíaca. Los avances recientes en tecnologías computacionales y de imágenes en 3D han hecho posible que Sacks y su equipo adquieran de manera no invasiva y precisa la geometría in vivo o viva del MVfolletos en pacientes de ecocardiografía 3D en tiempo real: una técnica clínica que utiliza ondas sonoras para controlar la función cardíaca.
El modelo computacional del equipo de UT fue desarrollado en colaboración con investigadores de Penn Medicine y Georgia Tech.
"Nuestros modelos combinaron la geometría 3D completa de la válvula mitral en los estados abierto y cerrado, haciendo posible un nivel incomparable de precisión predictiva", dijo Sacks. "Para modelar los folletos MV, luego integramos en los modelos MV la estructuray las propiedades mecánicas de los componentes internos, como las fibras de colágeno que conforman la mayor parte de la válvula, para desarrollar modelos MV completos ricos en atributos ".
Varios estudios han demostrado deficiencias significativas en el éxito a largo plazo de los enfoques quirúrgicos actuales para el tratamiento de las enfermedades valvulares cardíacas comunes. Hasta el 60 por ciento de los pacientes que se han sometido a cirugía de regurgitación MV informan recurrencia solo dos años después de la cirugía.
"Los cirujanos cardíacos deben decidir el mejor tratamiento posible para la reparación de la válvula cardíaca sin conocer todos los hechos", dijo el Dr. Robert Gorman, profesor de cirugía en la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania y colaborador clave en el estudio"La mayoría confía en sus propias experiencias o en cómo se les enseñó a realizar una cirugía de reparación valvular en la escuela de medicina".
Con la nueva técnica predictiva de los investigadores, los cirujanos no tendrán que adoptar el enfoque anterior de talla única para la reparación del prospecto MV.
"La herramienta de modelado computacional que hemos desarrollado eliminará mucha incertidumbre y permitirá la especificidad del paciente", dijo Gorman. "Esto será transformador para aquellos que trabajan en el campo".
El siguiente paso para Sacks y su equipo de investigación es comercializar su técnica.
"Una vez que los cirujanos del corazón tengan acceso a esta herramienta en un entorno clínico, anticipamos mejoras significativas en el bienestar a largo plazo de los pacientes que se han sometido a cirugía de la válvula mitral", dijo.
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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