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| La tecnología de los video juegos podría ayudar a los cirujanos a operar el corazón mientras late |
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9 de junio de 2008
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Se han hecho algunas cirugías de corazón en adultos mientras el corazón late, con lo cual se evita la necesidad de abrir el pecho, parar el corazón y conectar al paciente a una máquina de circulación extracorpórea. Pero para hacer operaciones complicadas mientras el corazón late en bebés con enfermedades congénitas del corazón, o reparaciones complejas en adultos, los cirujanos necesitan ver imágenes rápidas, muy complejas y en tiempo real que les permitan percibir profundidad. En un estudio subvencionado por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) que fue artículo de tapa en el número de junio del Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, un grupo de cardiocirujanos de Children's Hospital Boston informó buenos resultados empleando una tecnología simple que se usa en la industria de los videojuegos: anteojos de visión estereoscópica.
Los investigadores, dirigidos por Pedro del Nido, MD, y Nikolay Vasilyev, MD, del departamento de cardiocirugía de Children's, ya habían estado experimentando con un sistema de imágenes ecográficas tridimensionales. Pero aunque las imágenes eran tridimensionales y se veían en tiempo real, daban poca indicación de profundidad. En pruebas con animales, los cirujanos que trataron de maniobrar herramientas quirúrgicas dentro del corazón se desorientaron al guiarse por estas imágenes.
Del Nido, jefe de cardiocirugía de Children's, se dio cuenta de que lo que hacía falta era visión estereoscópica. Mirar la imagen sin relieve en la pantalla de la computadora era como mirar un juego de béisbol por televisión. "Se ve suficientemente bien como para seguir lo que pasa en el partido, pero no se puede atrapar una pelota en pleno vuelo", explica del Nido.
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Entonces su colaborador Robert Howe, PhD, de la Universidad de Harvard, adaptó una solución de los videojuegos, dividir en dos las imágenes captadas por la computadora e inclinarlas en ángulos levemente diferentes. Al usar los anteojos de obturación intermitente que usan los jugadores de videojuegos, el usuario puede ver imágenes ecográficas del corazón latiente como un holograma. "Sin duda se tiene percepción de profundidad", dice Vasilyev. "Es como estar adentro del corazón."
Vasilyev evaluó los anteojos mientras operaba a cerdos que tenían una comunicación interauricular, una forma común de enfermedad cardíaca congénita en la que hay un agujero o comunicación en el tabique que divide las cámaras superiores del corazón (aurículas). Vasilyev cerró cada defecto usando un catéter que lleva un parche muy pequeño, que se introduce en el corazón a través de una vena. Con otro dispositivo, aseguró el parche sobre el agujero usando broches diminutos en forma de ancla. En total, colocó 64 anclas: 32 guiándose por ultrasonografía tridimensional convencional y 32 usando las imágenes de visión estereoscópica.
Por este último método, Vasilyev pudo colocar las anclas con una velocidad 44% más rápida que con la ultrasonografía tridimensional tradicional (9,7 frente a 17,2 segundos). Además, la punta del dispositivo para colocar las anclas se desplazó con mayor precisión, con una desviación promedio de 3,8 milímetros respecto a la trayectoria ideal en vez de 6,1, es decir, una mejora del 38%.
La precisión de la colocación de las anclas no varió en forma significativa entre las dos series de pruebas. Esto podría deberse a la gran experiencia de Vasilyev y a la disponibilidad de información táctil que ayudó a guiar el último paso de la colocación. No obstante, la velocidad de colocación de las anclas mejoró notablemente. Los investigadores creen que la capacidad para desplazar con precisión las herramientas adentro del corazón mientras late reducirá a un mínimo el riesgo para las estructuras cardíacas vecinas.
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Visión estereoscópica
Los datos de los volúmenes de la comunicación interauricular (puntas de flecha) se transmiten en tiempo real desde un sistema de ultrasonido a una computadora que actúa como central gráfica y muestra perspectivas del ojo izquierdo y el ojo derecho, alternando la posición y orientación de la imagen, que se inclina a un ángulo a. Las imágenes así generadas, que se ven de inmediato en un monitor convencional y se sincronizan con los anteojos con obturador intermitente del cirujano, producen imágenes ecográficas tridimensionales estereoscópicas. Esta tecnología de generación de imágenes mejora notablemente la información espacial y la percepción de profundidad de los cirujanos para hacer reparaciones en el interior del corazón mientras late. (AI, aurícula izquierda; AD, aurícula derecha.)
(Imagen cedida por cortesía de Nikolay Vasilyev, MD, Children's Hospital Boston)
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Vasilyev dice que los ensayos clínicos de cirugía cardíaca con el corazón latiendo usando el sistema de parches en niños con comunicación interauricular podrían empezar este año.
Del Nido cree que las imágenes estereoscópicas, junto con los últimos avances en herramientas quirúrgicas acopladas a un catéter, permitirán realizar con el tiempo operaciones cardíacas con el corazón latiendo mucho más complejas, como el cierre de comunicaciones más complicadas, la eliminación de tejido sobrante o reparaciones en estructuras de movimiento rápido como las valvas de las válvulas mitral o aórtica. "Vemos casos de anatomía cardíaca muy inusual", explica. "La mitad de la batalla consiste en averiguar cuál es la estructura anormal sin abrir el corazón."
En el caso de los niños, la posibilidad de operar el el corazón mientras late es una verdadera ventaja, agrega del Nido. Las incisiones grandes pueden dejar cicatrices en el corazón y alterar su ritmo, lo que en algunos casos requiere un marcapasos. Abrir el corazón llama a las infecciones. Además, pueden entrar burbujas de aire al torrente sanguíneo y causar daño al cerebro. El paso de la sangre por una máquina de circulación extracorpórea puede provocar una reacción inflamatoria y causar daño a órganos de todo el cuerpo. Y hasta las operaciones no complicadas con el corazón abierto tienen un período de convalecencia de semanas a meses.
El sistema de visualización estereoscópica en tiempo real fue diseñado para manipular y convertir datos a un ritmo de 30MB por segundo. El sistema de creación de imágenes se armó en una unidad de procesamiento gráfico GeForce FX 7800 (nVidia Corp., Santa Clara, Calif.).
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El trabajo fue subvencionado en parte por los Institutos Nacionales de la Salud (National Institutes of Health).
Contacto:
Jaime Crespo
Children's Hospital Boston
617-919-3110
jaime.crespo@childrens.harvard.edu
Children's Hospital Boston es sede de la iniciativa de investigación más grande del mundo con base en un centro médico pediátrico, en el que sus descubrimientos vienen beneficiando tanto a niños como a adultos desde 1869. Más de 500 científicos, entre ellos ocho miembros de la National Academy of Sciences, once del Institute of Medicine y doce del Howard Hughes Medical Institute, forman la comunidad de investigadores de Children's. Fundado como hospital de niños de 20 camas, Children's Hospital Boston es hoy un centro integral de cuidados médicos pediátricos y adolescentes de 397 camas, cimentado en los valores de excelencia en la atención al paciente y sensibilidad a las necesidades complejas y la diversidad de los niños y las familias. Children's es además el principal hospital pediátrico de enseñanza de Harvard Medical School. Para más información sobre el hospital y su investigación, visite www.childrenshospital.org/newsroom.
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