MADRID 1 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de ingenieros y científicos de Caltech y de la Escuela de Medicina Keck de la USC (University of Southern California) ambas en Estados Unidos, ha desarrollado un dispositivo basado en auriculares que se puede utilizar para evaluar de forma no invasiva el riesgo de sufrir un ictus mediante el control de los cambios en el flujo y el volumen sanguíneos mientras el participante contiene la respiración.
El dispositivo incorpora un sistema basado en láser y ha mostrado resultados prometedores en términos de diferenciación entre individuos con bajo y alto riesgo de sufrir un ictus, tal y como se publica en 'Biomedical Optics Express'.
"Con este dispositivo, por primera vez, vamos a tener una manera de saber si el riesgo de que alguien sufra un derrame cerebral en el futuro es significativo o no en función de una medición fisiológica", garantiza Simon Mahler, coautor principal de un artículo que describe la nueva técnica y el nuevo dispositivo y becario postdoctoral en el laboratorio de Changhuei Yang , profesor Thomas G. Myers de Ingeniería Eléctrica, Bioingeniería e Ingeniería Médica en Caltech e investigador del Heritage Medical Research Institute. "Creemos que esto realmente puede revolucionar la forma en que se evalúa el riesgo de derrame cerebral y, con el tiempo, ayudará a los médicos a determinar si el riesgo de un paciente es estable o está empeorando".
"Se espera que nuestra tecnología óptica para medir de forma no invasiva el flujo sanguíneo sea útil para diversas aplicaciones en enfermedades cerebrales", indica Yang, que también es director ejecutivo de ingeniería eléctrica en Caltech. Recalca por otra parte que este proyecto forma parte de un esfuerzo de colaboración más amplio con el doctor Charles Liu, profesor de cirugía neurológica clínica, cirugía, psiquiatría y ciencias del comportamiento e ingeniería biomédica en la Escuela de Medicina Keck de la USC, y su equipo.
Cabe tener en cuenta que, en general, los vasos sanguíneos se vuelven más rígidos a medida que una persona envejece, lo que significa que les resulta más difícil dilatarse para permitir el paso de la sangre. Esto, a su vez, significa que la persona es más propensa a sufrir un derrame cerebral. El equipo de Caltech desarrolló un dispositivo compacto que proyecta una luz láser infrarroja a través del cráneo hasta el cerebro en un punto concreto y luego utiliza una cámara especial cercana para recoger la luz que rebota después de que la sangre que fluye por los vasos sanguíneos la dispersa.
El método, llamado espectroscopia óptica de contraste de moteado (SCOS), mide la disminución de la intensidad de la luz desde el punto en el que entra en el cráneo hasta el lugar en el que se recoge la luz rebotada para determinar el volumen de sangre en los vasos sanguíneos del cerebro; también observa la forma en que la luz se dispersa y crea moteados en el campo de visión de la cámara. Los moteados fluctúan en las imágenes en función de la velocidad del flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos. Cuanto más rápido fluye la sangre, más rápidamente cambia el campo de moteado.
Los investigadores pueden utilizar esas mediciones para calcular una relación entre el flujo y el volumen de sangre que circula por el vaso para tener una idea del riesgo de accidente cerebrovascular de ese paciente. El equipo realizó un estudio con 50 participantes. Utilizaron el cuestionario de riesgo de ictus que se utiliza actualmente, la Calculadora de riesgo de ictus de Cleveland , para dividir a los participantes en dos grupos: uno de bajo riesgo y otro de alto riesgo. A continuación, midieron el flujo sanguíneo de cada voluntario durante tres minutos, cuantificando la velocidad del flujo y el volumen de sangre que llegaba al cerebro. Después de un minuto, pidieron a los participantes que aguantaran la respiración.
Contener la respiración estresa al cerebro, que empieza a notar que está absorbiendo demasiado dióxido de carbono y no suficiente oxígeno. Entra en lo que Mahler denomina "modo de pánico" y empieza a bombear oxígeno del resto del cuerpo hacia sí mismo. Esto aumenta enormemente el flujo sanguíneo en el cerebro. Una vez que se deja de contener la respiración, los niveles de oxígeno vuelven a los valores iniciales. Aunque esto sucede tanto en personas con riesgo bajo como alto de sufrir un accidente cerebrovascular, los investigadores descubrieron que había diferencias entre los grupos en cuanto a cómo se movía la sangre a través de los vasos.
La técnica SCOS permite a los investigadores medir cuánto se expanden los vasos sanguíneos mientras el sujeto contiene la respiración y cuánto más rápido fluye la sangre a través de los vasos en respuesta. "Estas mediciones reactivas son indicativas de la rigidez de los vasos", afirma Yang. "Nuestra tecnología permite realizar este tipo de mediciones de forma no invasiva por primera vez".
"Lo que encontramos es una evidencia clara y sorprendente de una reacción diferente del flujo sanguíneo y del volumen sanguíneo entre los dos grupos", revela por su parte Yu Xi Huang, coautor principal del nuevo artículo y estudiante de posgrado en el laboratorio de Yang.
En el grupo con bajo riesgo de accidente cerebrovascular, los investigadores observaron un aumento menor en el flujo sanguíneo durante el ejercicio de contener la respiración en comparación con el grupo con alto riesgo de accidente cerebrovascular, pero un aumento mayor en el volumen sanguíneo, una indicación de que más sangre puede fluir a través de los vasos sanguíneos ensanchados.
"Podemos ver claramente que el grupo de mayor riesgo tiene una relación flujo-volumen más alta, donde tienen un flujo más rápido pero un menor volumen de sangre durante la retención de la respiración", informa Mahler. Esto se debe a la rigidez de los vasos sanguíneos e indica una mayor probabilidad de ruptura. "Si alguien llega con un valor de relación flujo-volumen extremadamente alto, podríamos sospechar que esta persona sufrirá un derrame cerebral en el futuro cercano".
El equipo está realizando investigaciones adicionales utilizando el prototipo actual del dispositivo de imágenes en pacientes de un hospital de Visalia, California, para recopilar datos adicionales de una población más grande y diversa. Los investigadores también planean incorporar el aprendizaje automático al proceso de recopilación de datos del dispositivo y realizar un ensayo clínico que implicaría el seguimiento de los pacientes durante más de dos años para mejorar la tecnología. Esperan que el dispositivo pueda eventualmente usarse ampliamente no solo para la detección previa del riesgo de accidente cerebrovascular, sino también para ayudar a detectar en qué lugar exacto del cerebro podría haberse producido un accidente cerebrovascular.
