Cada año, casi 800, 000 personas en los EE. UU. Sufren un derrame cerebral, y casi el 90 por ciento de ellos son accidentes cerebrovasculares isquémicos en los que un coágulo corta el flujo sanguíneo a una parte del cerebro. Para evitar más lesiones, El flujo sanguíneo al cerebro debe restablecerse lo antes posible. En un nuevo estudio, Los investigadores muestran que los sensores ópticos no invasivos pueden proporcionar a los médicos información en tiempo real sobre si los tratamientos anticoagulantes están restaurando el flujo sanguíneo. La técnica, que monitorea el flujo sanguíneo y los niveles de oxígeno en el cerebro, también podría revelar signos de advertencia temprana de complicaciones neurológicas después de un accidente cerebrovascular.

"Esperamos que proporcionar un tratamiento individualizado de los pacientes con accidente cerebrovascular con nuevos sistemas de monitorización óptica como el que desarrollamos mejorará las posibilidades de recuperación y, como consecuencia, Reducir la carga socioeconómica y sanitaria directa de esta afección prevalente, "dijo la jefa del equipo de investigación Raquel Delgado-Mederos de la Unidad de Ictus del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, España.

En la revista The Optical Society (OSA) Óptica Biomédica Express , los investigadores informan sobre las pruebas de campo de su nuevo sistema de detección óptica compacto y fácil de usar, que está diseñado para uso clínico en los departamentos de emergencia de los hospitales. Demostraron su sistema usándolo al lado de la cama de los pacientes con accidente cerebrovascular para detectar, en tiempo real, la eficacia de un fármaco anticoagulante para mejorar el flujo sanguíneo al cerebro.

"El impacto potencial de este nuevo enfoque es bastante significativo, ya que el accidente cerebrovascular es una de las principales causas de discapacidad a largo plazo en adultos en todo el mundo, ", dijo Delgado-Mederos." La eficacia del tratamiento depende de lograr una rápida restauración del flujo sanguíneo a la parte afectada del cerebro ".

Mediciones continuas del flujo sanguíneo

En la actualidad, la mayoría de los médicos evalúan el flujo sanguíneo en el cerebro utilizando mediciones tomadas en puntos de tiempo únicos con resonancia magnética o tomografía computarizada. Estas mediciones generalmente se realizan en el momento de la admisión al departamento de emergencias para ayudar a guiar las decisiones de tratamiento de un médico. Aunque un método llamado Doppler transcraneal puede realizar una monitorización continua, solo mide el flujo sanguíneo en los vasos grandes y los médicos deben recibir una capacitación especial para aprender a usarlo e interpretar los resultados.

"Nuestro enfoque de monitorización óptica proporciona una medida continua del flujo sanguíneo en los microvasos del cerebro, que proporcionan sangre directamente al tejido cerebral, "dijo Delgado-Mederos." Además, el sistema que creamos es portátil y adecuado para la medición continua del flujo sanguíneo cerebral al lado de la cama del paciente, sin necesidad de conocimientos técnicos ".

La técnica de monitorización óptica se basa en la espectroscopia de correlación difusa (DCS), que determina el flujo sanguíneo analizando los puntos oscuros y brillantes fluctuantes, o motas, producido por la luz láser que viaja a través del tejido, incluidos los vasos sanguíneos. Combinando DCS con espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), agrega información sobre la cantidad de sangre en el tejido cerebral y la cantidad de oxígeno que transporta.

El enfoque combinado DCS / NIRS fue desarrollado por el coautor del artículo, Turgut Durduran, y sus colegas de la Universidad de Pensilvania en la década de 1990. Más tarde, en ICFO, el Instituto de Ciencias Fotónicas, Barcelona, España, El grupo de Durduran desarrolló dispositivos fáciles de usar que han permitido que la tecnología se utilice como herramienta de investigación en hospitales y centros de atención médica de todo el mundo.

Creando un sistema para uso clínico

Llevar lo que antes era un instrumento de investigación al desafiante entorno clínico del departamento de emergencias requirió que los investigadores adaptaran el sistema para una implementación muy rápida. El sistema DCS / NIRS compacto y fácil de usar que desarrollaron consta de dos sondas ópticas colocadas en la frente del paciente. Estas sondas contienen fibra óptica hecha a medida para emitir luz desde un láser infrarrojo, que puede viajar a través de la piel y el cráneo para llegar a las capas más externas del cerebro. Parte de esta luz se dispersa de regreso a la superficie donde es detectada por las fibras ópticas y se utiliza para medir el flujo sanguíneo y la oxigenación de la sangre en los pequeños vasos del cerebro.

Probaron el sistema de monitorización óptica en cinco pacientes ingresados ​​en el servicio de urgencias con un ictus isquémico agudo y que fueron tratados con activador de plasminógeno tisular. un medicamento que disuelve el coágulo para mejorar el flujo sanguíneo. Utilizaron el sistema mientras se administraba el tratamiento y luego siguieron su efecto sobre el flujo sanguíneo y la oxigenación.

"Con monitorización óptica, detectamos el aumento del flujo sanguíneo cerebral y la oxigenación provocada por el tratamiento, ", dijo Delgado-Mederos." El aumento del flujo sanguíneo detectado con el nuevo sistema se correlacionó con la apertura de la arteria bloqueada observada con el Doppler transcraneal y con mejoras en los déficits neurológicos ".

El nuevo estudio mostró que es factible utilizar la monitorización óptica DCS / NIRS para evaluar el flujo sanguíneo y la oxigenación en el cerebro después de un accidente cerebrovascular. Los investigadores planean replicar el estudio con más pacientes en varios centros clínicos y bajo diferentes escenarios para comprender mejor el desempeño de la técnica. También planean desarrollar software y sondas fáciles de usar para facilitar la implementación a gran escala del sistema en entornos clínicos de ritmo rápido. Empresas derivadas, incluyendo uno del ICFO, también están trabajando para comercializar la tecnología y recaudar fondos para ensayos clínicos.