Nueva técnica de imágenes por ultrasonido permite el monitoreo en la UCI

La exposición a la radiación ionizante, especialmente si es repetida, conlleva riesgos de daño tisular. Además, los escáneres de TC tradicionales suelen ser equipos grandes y fijos, lo que requiere trasladar al paciente, sin importar su estado o los dispositivos de soporte vital a los que esté conectado . El traslado de pacientes puede ser peligroso, sobre todo en pacientes con lesiones craneales o de columna.

Por el contrario, la TCUS ofrece una opción de imagen portátil que puede llevarse directamente al paciente. Sin embargo, obtener imágenes médicas precisas con la TCUS es difícil debido a la incertidumbre en la posición de los sensores, la cual puede verse afectada por el movimiento del paciente. Investigadores han abordado este problema en un avance que podría permitir un uso más amplio de la ecografía en entornos de emergencia y cuidados intensivos. Este avance tiene el potencial de mejorar la atención al paciente en entornos médicos intensivos.

Científicos de la Universidad Estatal de Colorado (CSU, Fort Collins, CO, EUA) y la Universidad de São Paulo (São Paulo, Brasil) han estado trabajando en un sistema de imágenes TCUS compatible con el uso junto a la cama del paciente. Esto permitiría un diagnóstico y tratamiento más rápidos de condiciones críticas sin someter a los pacientes a radiación dañina. En entornos de cuidados intensivos y emergencias, el uso de TCUS requiere que se coloquen sensores en el cuerpo del paciente para transmitir ultrasonido a través del mismo. Los sensores se posicionan en un cinturón que se coloca alrededor del torso del paciente.

A diferencia de los escáneres TC, que operan dentro de parámetros fijos, la TCUS debe ajustarse a las diferentes formas y tamaños corporales de los pacientes. Debido a que los pacientes se mueven naturalmente, especialmente al respirar, la posición de estos sensores cambia constantemente. El equipo de investigación ahora ha aplicado una técnica de sismología para resolver este problema y mejorar la resolución de las imágenes TCUS, particularmente para monitorear los pulmones.

La obtención de imágenes sísmicas, que utiliza ondas sonoras para mapear el interior de la Tierra, inspiró la solución al problema de posicionamiento de los sensores. Los investigadores emplearon una técnica de tomografía sísmica conocida como corrección estática, comúnmente utilizada para determinar la ubicación de terremotos y estudiar las estructuras del subsuelo compensando las irregularidades cerca de la superficie terrestre.

La corrección estática en sismología estima cómo se alteran la velocidad y la sincronización de las ondas sísmicas a medida que se aproximan al sensor, influenciadas por factores como la elevación, la meteorización o las características geológicas locales. De igual manera, en la ecografía médica, la misma técnica puede utilizarse para identificar y corregir los cambios en la ubicación del sensor. La aplicación de estas correcciones mejora la precisión de la imagen, permitiendo observar detalles anatómicos más precisos.

El equipo también diseñó un algoritmo para estimar las posiciones de los sensores de ultrasonido con alta precisión y probó el enfoque tanto en simulaciones como en configuraciones experimentales utilizando réplicas de torso hechas de gel balístico, una sustancia que imita el tejido humano. Trabajaron con profesionales de la salud para garantizar que el método tuviera valor práctico en entornos clínicos. En estudios anteriores, habían verificado que las amplitudes y frecuencias de ultrasonido utilizadas estaban dentro de los límites de seguridad de la FDA y habían probado con éxito el método en modelos animales, específicamente cerdos.

La tecnología ahora se acerca a la etapa de prueba en humanos. Su estudio reciente, publicado en IEEE Transactions on Biomedical Engineering, demostró mejoras significativas en la resolución de la imagen al resolver el desafío del posicionamiento del sensor. Este progreso acerca a la TCUS a convertirse en una alternativa móvil, de bajo costo y ampliamente adoptada frente a los sistemas de imagen que emiten radiación.

"Con esta solución, la monitorización pulmonar continua junto a la cama del paciente se vuelve más práctico, lo que ayuda a los médicos a tomar decisiones más informadas sobre las estrategias de ventilación mecánica y a monitorear la salud pulmonar en afecciones como la COVID-19", afirmó Roberto Ceccato, doctorando de la Universidad de São Paulo.

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Universidad Estatal de Colorado
Universidad de São Paulo