{"id":84143,"date":"2008-09-01T00:00:00","date_gmt":"2008-09-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2008\/09\/01\/proteccion-en-tiempo-real-2\/"},"modified":"2017-06-14T18:35:18","modified_gmt":"2017-06-14T21:35:18","slug":"proteccion-en-tiempo-real-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/proteccion-en-tiempo-real-2\/","title":{"rendered":"Protecci\u00f3n en tiempo real"},"content":{"rendered":"

\"\"REPRODU\u00c7\u00c3O DO CAT\u00c1LOGO \"BODIES - THE EXIBITION\"<\/span>Un tom\u00f3grafo innovador, que monitorea en tiempo real la condici\u00f3n de los pulmones, ya est\u00e1 utiliz\u00e1ndose con pacientes de unidades de terapia intensiva (UTIs) del Hospital de Cl\u00ednicas y del Instituto del Coraz\u00f3n (In Cor) de S\u00e3o Paulo sometidos a respiraci\u00f3n artificial. El equipamiento ayuda al m\u00e9dico a calibrar y controlar las tres variables b\u00e1sicas utilizadas cuando se inyecta aire dentro del pulm\u00f3n mediante el respirador mec\u00e1nico: volumen, presi\u00f3n y flujo. Este control ayuda a reducir la cantidad de muertes en las UTI’s, pues permite visualizar la reacci\u00f3n del \u00f3rgano mientras que \u00e9ste recibe el aire. “El pulm\u00f3n contiene varios l\u00f3bulos y, en algunos casos, uno est\u00e1 enfermo y el otro sano. Esto hace que, sin ese auxilio, haya una distribuci\u00f3n desigual del aire dentro del \u00f3rgano, los que es extremadamente perjudicial”, explica el profesor Marcelo Amato, responsable del Laboratorio de Neumolog\u00eda Experimental de la Facultad de Medicina de la Universidad de S\u00e3o Paulo (FMUSP) y coordinador de la investigaci\u00f3n. “Adem\u00e1s de ser un desperdicio de la ventilaci\u00f3n artificial, esa mala distribuci\u00f3n del aire origina una lesi\u00f3n extra, que comienza literalmente a desgarrar el pulm\u00f3n”.<\/p>\n

Como la creaci\u00f3n de equipamientos y dispositivos en el \u00e1rea de bioingenier\u00eda aplicada a la medicina requiere, adem\u00e1s del conocimiento de la mec\u00e1nica de los materiales utilizados, una comprensi\u00f3n profunda del complejo sistema biol\u00f3gico que rige al cuerpo humano, fueron necesarios diez a\u00f1os de investigaciones para llegar el tom\u00f3grafo de impedancia el\u00e9ctrica, una cinta con 32 electrodos que, colocada en el t\u00f3rax del paciente y conectada a un monitor, indica continuamente las reacciones del \u00f3rgano mediante im\u00e1genes captadas por la emisi\u00f3n de pulsos el\u00e9ctricos de alta frecuencia y baja intensidad. Actualmente no existe ning\u00fan tom\u00f3grafo comercial para monitoreo del pulm\u00f3n en tiempo real. “Existe otro prototipo que se basa en los mismos principios, desarrollado por investigadores de una universidad alemana, aunque \u00e9se a\u00fan est\u00e1 utilizando 16 electrodos en lugar de 32”, dice Amato. El n\u00famero de electrodos marca la diferencia en cuanto a la nitidez y la visualizaci\u00f3n de las im\u00e1genes.<\/p>\n

“Esto significa que ellos se encuentran entre tres y cinco a\u00f1os atrasados en relaci\u00f3n con nuestro equipamiento”, compara. Entre los planes de los investigadores brasile\u00f1os figura la ampliaci\u00f3n de los 32 electrodos a 64 \u00f3 128, pero a futuro, ya que esa modificaci\u00f3n encarecer\u00e1 bastante el costo. El investigador estima que todav\u00eda faltan por lo menos dos a\u00f1os para los ajustes finales, necesarios para dejar el equipamiento listo para su utilizaci\u00f3n por parte de cualquier m\u00e9dico de las UTI’s, sin grandes instrucciones previas.<\/p>\n

Desde 2006, dos tom\u00f3grafos se est\u00e1n utilizando con pacientes del Hospital de Cl\u00ednicas y uno en el InCor. En uno de los estudios realizados, el aparato hizo posible la detecci\u00f3n de problemas que ocurren durante el trasplante pulmonar. “En los casos de trasplante unilateral del pulm\u00f3n, observamos que el pulm\u00f3n remanente presenta un comportamiento parad\u00f3jico que obstaculiza el proceso de ventilaci\u00f3n alveolar, disminuyendo la eficiencia ventilatoria y del intercambio gaseoso”, informa Amato. Este descubrimiento puede tener implicaciones en los procedimientos quir\u00fargicos que ser\u00e1n adoptados en el futuro. Es posible que un trasplante unilateral de pulm\u00f3n sea m\u00e1s exitoso cuando se realice una remoci\u00f3n total de los pulmones enfermos, en lugar de dejar uno de los pulmones dentro del t\u00f3rax. “Del mismo modo que la resonancia magn\u00e9tica funcional permiti\u00f3 la comprensi\u00f3n de c\u00f3mo el cerebro procesa las informaciones, la tomograf\u00eda de impedancia el\u00e9ctrica est\u00e1 permitiendo observar la ventilaci\u00f3n y perfusi\u00f3n pulmonar en tiempo real, revelando fen\u00f3menos hasta entonces desconocidos”, compara.<\/p>\n

Implicaciones futuras
\n<\/strong>Fue durante una visita al laboratorio del profesor Bruchard Lachmann en la Universidad Erasmus de Roterdam, en Holanda, en 1997, que Amato comenz\u00f3 a planificar la construcci\u00f3n de un tom\u00f3grafo de ese tipo. Un estudiante apareci\u00f3 en el laboratorio con un prototipo de la Universidad de Sheffield, en Inglaterra, que utilizaba el mismo principio de inyectar corrientes el\u00e9ctricas y medir los voltajes. “Era un prototipo bastante primitivo, que nunca hab\u00eda sido utilizado con pacientes o en experimentos de ventilaci\u00f3n artificial”, recuerda Amato. “Pero cuando observ\u00e9 los resultados de los experimentos con cerdos, percib\u00ed que aquello era justamente lo que yo estaba buscando. Un monitor que lograra ver dentro del pulm\u00f3n, capaz de observar fen\u00f3menos distintos y simult\u00e1neos sucediendo en diferentes zonas pulmonares, durante la respiraci\u00f3n asistida”.<\/p>\n

Las im\u00e1genes no eran n\u00edtidas y no pod\u00edan verse en tiempo real, pero el comienzo era bastante alentador para el investigador, quien, a comienzos de la d\u00e9cada de 1990, al tratar en la UTI a pacientes con leptospirosis afectados de hemorragias en los pulmones, percibi\u00f3 que se pod\u00eda detener la hemorragia haciendo algunos ajustes en la presi\u00f3n y en el volumen del aire del respirador artificial. “Notamos que la mortalidad de los pacientes sometidos a ventilaci\u00f3n artificial podr\u00eda reducirse a la mitad si consigui\u00e9ramos disminuir los problemas de heterogeneidades y estr\u00e9s excesivo dentro del pulm\u00f3n, por medio de maniobras especiales y un tratamiento ventilatorio m\u00e1s ameno”, explica Amato, que en esa \u00e9poca era m\u00e9dico asistente en Neumolog\u00eda y trabajaba en la UTI respiratoria del Hospital de Cl\u00ednicas. La t\u00e9cnica sobre estrategias protectoras pulmonares, fue tema de un art\u00edculo publicado en la revista The New England Journal of Medicine en 1998. “El art\u00edculo cuenta con m\u00e1s de mil citas y se convirti\u00f3 en una referencia en el \u00e1rea”, dice el investigador. A partir de los datos de ese trabajo, que fueron confirmados mediante un estudio realizado en 2000 por un grupo de investigadores de la red ARDSnet (Acute Respiratory Distress Syndrome Network) patrocinados por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos, no se utilizan m\u00e1s los mismos vol\u00famenes usados hasta entonces. “Era com\u00fan colocar un litro de aire dentro del pulm\u00f3n con cada inspiraci\u00f3n del paciente, lo que hoy en d\u00eda resulta impensable”, dice el investigador.<\/p>\n

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>De regreso en Brasil luego de su visita a Holanda, Amato entr\u00f3 en contacto con la Universidad de Sheffield y consigui\u00f3 adquirir el \u00faltimo prototipo disponible, que lleg\u00f3 aqu\u00ed pr\u00e1cticamente roto. Fue cuando decidi\u00f3 comenzar a desarrollar un equipamiento que pudiese monitorear al paciente al lado de su lecho. El primer desaf\u00edo era lograr producir una imagen a partir de las corrientes el\u00e9ctricas atravesando el t\u00f3rax. Mientras que en el tom\u00f3grafo de rayos X el detector capta emisiones lineales de rayos X, medidas secuencialmente por cambios en el \u00e1ngulo de emisi\u00f3n menores a un grado, en el tom\u00f3grafo de impedancia la corriente el\u00e9ctrica llega al detector en forma difusa, con cambios en el \u00e1ngulo de emisi\u00f3n a intervalos mayores. “Un problema dif\u00edcil, aunque no imposible de resolver”, dice Amato. En la Escuela Polit\u00e9cnica de la USP, Amato encontr\u00f3 en el profesor Raul Gonzalez Lima uno de los colaboradores para el emprendimiento, que comenzaba con la resoluci\u00f3n de un problema matem\u00e1tico. Un tiempo despu\u00e9s, se uni\u00f3 al grupo la profesora Joyce Bevilaqua, del Instituto de Matem\u00e1ticas y Estad\u00edstica, tambi\u00e9n de la USP.<\/p>\n

El tom\u00f3grafo cobr\u00f3 impulso con la aprobaci\u00f3n del proyecto tem\u00e1tico de la FAPESP en 2002. Ah\u00ed se inici\u00f3 el desarrollo de la parte electr\u00f3nica con el apoyo del investigador Harki Tanaka, quien estaba concluyendo su carrera en la Facultad de Medicina de la Universidad de S\u00e3o Paulo, m\u00e1s de dos d\u00e9cadas despu\u00e9s de graduarse como ingeniero electr\u00f3nico en el Instituto Tecnol\u00f3gico de Aeron\u00e1utica. “Nos reun\u00edamos de dos a cuatro veces por semana con varios ingenieros, hasta que logramos montar un prototipo”, comenta Amato. Muy diferente del tom\u00f3grafo actual, ese primer prototipo era medio destartalado, pero funcion\u00f3 muy bien con un cerdito.<\/p>\n

Como a\u00fan faltaban varias etapas para perfeccionar el equipamiento, y una de ellas rezaba respecto del \u00e1rea m\u00e9dica, Amato present\u00f3 en 2004 el proyecto a la empresa brasile\u00f1a Dixtal Biom\u00e9dica, que se convirti\u00f3 inicialmente en una colaboradora sin v\u00ednculo oficial. En 2007, casi en la etapa final del proyecto tem\u00e1tico, la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) aprob\u00f3 un proyecto en la misma l\u00ednea de investigaci\u00f3n, una cooperaci\u00f3n entre la universidad, representada por la Fundaci\u00f3n Facultad de Medicina, y Dixtal Biom\u00e9dica, recientemente incorporada por Philips.<\/p>\n

Blindaje individual
\n<\/strong>Para que los ruidos e interferencias electromagn\u00e9ticas provenientes de otros equipamientos de la UTI no comprometiesen la precisi\u00f3n de la medida de voltaje de cada electrodo, los investigadores desarrollaron una cinta de electrodos en las que los cables son completamente blindados. “Cada cable tiene un circuito electr\u00f3nico interno para anular el ruido electromagn\u00e9tico individual”, dice Amato. El costo actual de los componentes utilizados en el tom\u00f3grafo es de alrededor de 10 a 15 mil reales. “La principal ventaja del equipamiento es que no necesita de ning\u00fan componente de hardware caro”. Se depositaron dos patentes para el equipamiento. Una de ellas, en nombre del m\u00e9dico e ingeniero Tanaka, acerca de las configuraciones electr\u00f3nicas. La otra, en nombre de Dixtal, sobre configuraciones de la cinta de electrodos. “Existe un acuerdo de traspaso de royalties firmado entre la empresa y la Fundaci\u00f3n Facultad de Medicina”, resalta Amato. “O sea, que si la industria vende el tom\u00f3grafo, obtendremos m\u00e1s recursos para investigaci\u00f3n”.<\/p>\n

Antes del tom\u00f3grafo, Amato condujo otras investigaciones en el rubro de la ventilaci\u00f3n artificial. Una de las tecnolog\u00edas desarrolladas por \u00e9l y adoptadas en la pr\u00e1ctica m\u00e9dica es la ventilaci\u00f3n con soporte presurizado y volumen asegurado (VAPSV), incorporada en los respiradores artificiales de Intermed, una empresa paulista fabricante de productos de respiraci\u00f3n mec\u00e1nica para UTI y anestesia, y en tres respiradores de empresas internacionales. La t\u00e9cnica consiste en optimizar la oferta de flujo al pulm\u00f3n del paciente cuando \u00e9l despierta de la anestesia y comienza a respirar. “Mediante esta tecnolog\u00eda, el respirador percibe el ritmo respiratorio del paciente y realiza una calibraci\u00f3n para trabajar en sincron\u00eda, ajustando la oferta a la demanda de flujo, al mismo tiempo que asegura el mantenimiento de un volumen m\u00ednimo de ventilaci\u00f3n”.<\/p>\n

Los Proyectos<\/strong>
\n 1.<\/strong> Nuevas estrategias en respiraci\u00f3n artificial: diagn\u00f3stico y prevenci\u00f3n del barotrauma\/biotrauma por medio de la tomograf\u00eda de impedancia el\u00e9ctrica (TIE)\u00a0(n\u00ba 01\/05303-4<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador<\/strong>
\nMarcelo Britto Passos Amato – USP;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 4.947.662,98 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Inteligencia cl\u00ednica para la tomograf\u00eda por impedancia el\u00e9ctrica;\u00a0Modalidad <\/strong>Cooperaci\u00f3n ICTS – Empresas;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Marcelo Britto Passos Amato – USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/em><\/strong>R$ 898.600,00 (Finep)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nAMATO, M. B. P. et al<\/em>. Effect of a protective-ventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome<\/a>. The New England Journal of Medicine<\/strong>. v. 338, n. 6, p. 347-354. 5 Febrero 1998.
\nCOSTA, E. L. V. et al.<\/em> Real-time detection of pneumothorax using electrical impedance tomography<\/a>. Critical Care Medicine<\/strong>. v. 36, n. 4, p. 1230-1238. Abril 2008.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Aparato eval\u00faa c\u00f3mo reaccionan los pulmones sometidos a ventilaci\u00f3n artificial","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297,316],"coauthors":[115],"class_list":["post-84143","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria","tag-medicina-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84143","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84143"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84143\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84143"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84143"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84143"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84143"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}