Casco inteligente para saber rápidamente la gravedad de los Accidentes Cerebro Vasculares

Por Orlando Rojas Pérez – Un Accidente Cerebro Vascular -grave o leve transitorio- es una verdadera emergencia médica y ocurre cuando no le llega sangre o se reduce el flujo de sangre, a una parte del cerebro, esto impide que los tejidos cerebrales reciban oxígeno y nutrientes. También se le llama apoplejía. Cuando una persona sufre un derrame cerebral, que médicamente se llama ACV -Accidente Cerebro Vascular-, cada instante que pasa antes del tratamiento es fundamental para lograr su recuperación y que los daños sean los menores posibles. Después de un ACV grave las células cerebrales mueren en minutos. La primera hora después de comenzar el incidente se llama Hora Dorada, es imperativo diagnosticar, atender y tratar al paciente en este corto lapso de tiempo, para poder aspirar a lograr la mejor posibilidad de recuperación. Pero para esto, si una persona sufre un ACV, se requiere acelerar las investigaciones para desarrollar, diseñar y fabricar un casco con inteligencia que sea capaz de detectar, diagnosticar y dar la información necesaria para que el médico en tiempo real, así sea remotamente, pueda ordenar el tratamiento más adecuado a la situación que padece el paciente. En varias universidades y hospitales del mundo -como la Universidad de Yale que ya probó su casco con resonancia magnética en 144 pacientes, con una exactitud del 80% - se enfrentan a este reto y desarrollan cascos que emiten señales de sonido o electromagnéticas -EM- para detectar el daño de los tejidos cerebrales y conocer si la persona sufrió o sufre de un ACV, su gravedad, tipo y brindar la información al médico para ordenar de inmediato su diagnóstico. El equipo y casco debe ser portátiles para que puedan viajar en una ambulancia, para que mientras se transporta al paciente al hospital, se pueda aprovechar la Hora Dorada para diagnosticar el tipo de ACV, la localización, el tamaño afectado y sobre todo se ordene el tratamiento de inmediato.

En esta nota hablaremos en detalle del desarrollo ya avanzado del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Telecomunicaciones y Arquitectura Naval de la Universidad de Génova y del estudio publicado el 19 de julio en IEEE Wireless Communications.

ARTERIAS, VENAS Y VASOS SANGUINEOS
- Las arterias llevan sangre rica en oxígeno y nutrientes desde el corazón hasta otros órganos y tejidos.
- Las venas llevan sangre y los productos de desecho de vuelta al corazón.
- Los vasos capilares son diminutos y conectan las arterias y las venas pequeñas.

TIPOS DE ACV
Existen dos tipos de ACV, los isquémico y los hemorrágicos, que además poseen propiedades dieléctricas muy diferentes.

El ACV isquémico es causado por un coágulo de sangre -cuando las plaquetas, proteínas y células de la sangre se pegan entre sí-. que bloquea o tapa un vaso sanguíneo en el cerebro. Es el tipo más común, un 80% de los ataques cerebrales son isquémicos

El ACV hemorrágico es el menos común. Es cuando un vaso sanguíneo se rompe y sangra dentro del cerebro. En cuestión de minutos, las células del cerebro comienzan a morir. Las causas incluyen un aneurisma hemorrágico - dilatación o abultamiento en una arteria-; una malformación arteriovenosa -cuando se enredan y no tienen vasos capilares que completen la circulación de la sangre en un órgano- o cuando se presenta una rotura de una pared arterial.

Si un aneurisma cerebral se rompe, produce lo que se llama un derrame cerebral o ACV.

ONDAS DE SONIDO U ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
El profesor Alessandro Fedeli de la Universidad de Génova explica que la primera decisión que tuvieron que tomar los investigadores, fue seleccionar entre utilizar ondas de sonido u ondas electromagnéticas y se decidieron por las segundas por necesitar las primeras de especialistas que interpreten adecuadamente estas imágenes de sonido. La segunda razón fue que las ondas sónicas no penetran en el cráneo tanto como las ondas EM.

El hecho de que los dos tipos de ACV, isquémico y hemorrágico, tengan propiedades dieléctricas tan diferentes, es otra gran razón para utilizar ondas EM y no sónicas, ya que permite conocer de inmediato el tipo de ACV presentado. Información muy valiosa para el médico ya que cada tipo necesita un tratamiento muy diferente.

EL CASCO

El casco diseñado por la Universidad de Génova, tiene varios transmisores - receptores y antenas de ondas electromagnéticas alrededor, de forma que se activan selectivamente y se miden las señales de retorno.

Lógicamente el casco tiene una unidad de cómputo que lo convierte en inteligente. Esta unidad está programada con algoritmos que le indican a los paramédicos de la ambulancia si hubo o existe un ACV. Con algoritmos y cálculos más complejos se puede también conocer más información como el tipo, el tamaño y la posición del trazo. En las pruebas detectaron trazos entre uno y cuatro centímetros dentro del cerebro.

DECLARACIÓN DEL PROFESOR ALESSANDRO FEDELI

Profesor Alessandro Fedeli

El profesor Alessandro Fedeli de la Universidad de Génova, que se graduó en el año 2011 como ingeniero electrónico, en el año 2013 obtuvo su maestría y en el año 2017, obtuvo un doctorado en Ciencia y Tecnologías Electrónicas e ingeniería de Telecomunicaciones, declaró: “Con el enfoque de procesamiento de señales, la precisión general está por encima del 80%, lo que representa un punto de partida interesante y alentador. Con respecto al enfoque EM, los resultados muestran que es posible crear imágenes bastante precisas del ACV dentro del cerebro y obtener información cuantitativa sobre el tipo del ACV. Pero el costo y la portabilidad fuera del entorno hospitalario son factores importantes. Vale la pena señalar que los sistemas EM funcionan en la banda de frecuencia de microondas, similar a otros aparatos inalámbricos generalizados. En consecuencia, es posible realizar dispositivos compactos, portátiles y bastante económicos que se pueden utilizar en la ambulancia o en el hogar de un paciente. Pero primero, los ensayos clínicos están en orden. Esperamos poder realizar ensayos clínicos en un futuro próximo, posiblemente en cooperación con los hospitales locales. También sabemos que hay varios otros sistemas basados en EM para la detección de accidentes cerebrovasculares propuestos por otros equipos de investigación que ya han sido validados o están en curso de validación con ensayos clínicos, con resultados positivos y prometedores".
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