Con el corazón del paciente visualizado en una pantalla, los especialistas e ingenieros cardíacos pueden realizar simulaciones de una variedad de procedimientos quirúrgicos y predecir sus efectos antes de una operación. Esto salvará vidas.
El diez por ciento de las operaciones cardiovasculares de hoy en día no tienen éxito, lo que lleva a los médicos a solicitar acceso a tecnologías y herramientas que pueden reducir los riesgos involucrados. Los médicos noruegos en los hospitales de las universidades de Haukeland y Oslo, el hospital de St. Olav y el hospital universitario del norte de Noruega sonactualmente trabajando en estrecha colaboración con investigadores de SINTEF.
La científica de investigación Sigrid Kaarstad Dahl y sus colegas están generando modelos en pantalla del latido del corazón de un paciente y simulando patrones de flujo sanguíneo específicos del paciente. Esto les permite predecir los efectos de la cirugía cardíaca.
"Significa que podemos simular una operación por adelantado y decir algo sobre qué procedimientos serán de mayor beneficio para el paciente en cuestión", dice el cirujano jefe y cardiólogo Stig Urheim, que trabaja en los hospitales de la Universidad de Haukeland y Oslo.
Insuficiencia valvular cardíaca La enfermedad cardiovascular es actualmente la causa más común de muerte en el mundo desarrollado, y también la más costosa para la sociedad en su conjunto. Además, se espera que el número de pacientes que padecen enfermedad cardiovascular aumente considerablemente en los próximos años..
Una de las causas de la insuficiencia cardíaca es el mal funcionamiento de la válvula cardíaca, y los tratamientos actuales implican intentos de reparar las válvulas existentes o implantar prótesis.
Para cualquier paciente dado, nadie puede estar seguro de antemano cuál de las diferentes técnicas de tratamiento dará como resultado el mejor resultado. Dado que muchos procedimientos de reparación valvular no tienen éxito y requieren una nueva operación, esto significa más ingresos hospitalarios, mayores nivelesde medicamentos, menor calidad de vida y mayor mortalidad entre los pacientes. Y esto a su vez significa listas de espera más largas y un mayor gasto público.
Corazones en pantalla Sigrid Kaarstad Dahl pensó que este problema era tan interesante que tomó su doctorado en NTNU / Simula y escribió su tesis sobre la simulación de patrones de flujo sanguíneo cardíaco. Después de que comenzó a trabajar en SINTEF, el tema fue madurado yla investigación fue financiada por el instituto. Hoy, un gran grupo de investigadores, ingenieros y clínicos de toda Noruega están trabajando en el proyecto.
Stig Urheim es solo uno de ellos. Él dice que la anatomía es única para cada paciente individual ". Nuestra investigación nos dice que el flujo sanguíneo a través de la válvula entre la aurícula y el ventrículo varía de un paciente a otro, dependiendo de dónde se encuentren las venas pulmonaresvaciar en la aurícula. Implantar una válvula protésica puede tener un efecto significativo en el resultado de la operación ", dice.
La cirugía de válvula protésica puede alterar los patrones de flujo sanguíneo
Los investigadores usan imágenes de ultrasonido o de resonancia magnética para crear un modelo del corazón de un paciente. Dahl usa su propio corazón que late en una pantalla como ejemplo de lo que está hablando.
"La pantalla nos permite utilizar la herramienta de simulación para tener en cuenta las diferencias entre los corazones de los pacientes antes de implantar válvulas protésicas", dice. Nos muestra algunas de las simulaciones que ilustran la sangre que fluye a través de su corazón.
"La válvula protésica está cosida permanentemente donde se encontraba la válvula que funciona mal. Después de la implantación, puede ver cómo cambia el patrón de flujo sanguíneo, dependiendo de su ubicación y la anatomía particular del corazón en cuestión", continúa.
Muestra la imagen de una sección transversal tomada inmediatamente por encima de la válvula. "Por ejemplo, si hago una pequeña alteración en las venas que ingresan al ventrículo aquí, y al mismo tiempo posiciono la válvula de esta manera ..." -- Dahl usa el cursor para mover los vasos sanguíneos hacia arriba y hacia abajo en la pantalla - "... puedes ver que el perfil de velocidad de la sangre a través de la válvula cambia - y con efectos perjudiciales en el patrón de flujo".
Esto puede explicar por qué algunos pacientes sufren coágulos de sangre que se desarrollan en las válvulas cardíacas. Esta es una afección potencialmente mortal.
La planificación detallada Los resultados como este han llevado a los investigadores a prever programas de tratamiento más sistemáticos en los que los médicos, además de la información que obtienen actualmente de los exámenes de ultrasonido, pueden obtener resultados de las simulaciones 3D del flujo sanguíneo cardíaco antes y después de los procedimientos quirúrgicos planificados.
"Si se debe reparar una válvula, la herramienta de simulación proporcionará a los médicos información útil", dice Dahl. "No hemos tenido acceso a este tipo de información detallada antes", dice. Dicha información ayudará a prevenirEl desarrollo de patrones de flujo adversos que pueden conducir a nuevas enfermedades y daños cardíacos.
La investigación noruega lidera la forma en que Dahl nos dice que las simulaciones de flujo sanguíneo para diferentes geometrías de válvulas cardíacas es un tema "candente" a nivel mundial, y que muchos grupos de investigación están trabajando en la misma línea que el equipo noruego. Actualmente, todos los grupos están muy interesadosen la fase de investigación, pero los investigadores en Trondheim están ocupando la pole position.
"Algunos grupos en el extranjero están trabajando con modelos cardíacos 'rígidos', sin movilidad incorporada en la pared del corazón", dice Dahl. "Por otro lado, estamos ejecutando simulaciones con modelos cardíacos dinámicos. Y estamos empleando ultrasonido, mientras que muchos otros están utilizando los enfoques de RM y TC más costosos y que requieren mucho tiempo. También somos afortunados en nuestro proyecto de poder recurrir a médicos altamente calificados. Esto garantiza que nuestro progreso sea clínicamente relevante en todo momento ", dice ella..
El trabajo ahora se centra más intensamente en la aplicación de modelos de corazón y válvula en estrecha colaboración con Stig Urheim y el profesor Bjørn Skallerud en NTNU. Se está estableciendo una colaboración de investigación con la Universidad Northwestern en Chicago, que se encuentra entre los principales centros de tratamiento de válvulas cardíacasen los EE.UU.
"Hay una serie de métodos específicos en los que estamos trabajando actualmente, pero debemos simplificar nuestro software para que sea más fácil establecer la técnica", dice Dahl. "Primero en estudios clínicos y luego en clínicapráctica ", dice ella.
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Materiales proporcionado por SINTEF . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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