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La tecnolog?a de los video juegos podr?a ayudar a los cirujanos a operar el coraz?n mientr
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9 de junio de 2008
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Se han hecho algunas cirug?as de coraz?n en adultos mientras el coraz?n late, con lo cual se evita la necesidad de abrir el pecho, parar el coraz?n y conectar al paciente a una m?quina de circulaci?n extracorp?rea. Pero para hacer operaciones complicadas mientras el coraz?n late en beb?s con enfermedades cong?nitas del coraz?n, o reparaciones complejas en adultos, los cirujanos necesitan ver im?genes r?pidas, 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 art?culo de tapa en el n?mero de junio del Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, un grupo de cardiocirujanos de Children's Hospital Boston inform? buenos resultados empleando una tecnolog?a simple que se usa en la industria de los videojuegos: anteojos de visi?n estereosc?pica.
Los investigadores, dirigidos por Pedro del Nido, MD, y Nikolay Vasilyev, MD, del departamento de cardiocirug?a de Children's, ya hab?an estado experimentando con un sistema de im?genes ecogr?ficas tridimensionales. Pero aunque las im?genes eran tridimensionales y se ve?an en tiempo real, daban poca indicaci?n de profundidad. En pruebas con animales, los cirujanos que trataron de maniobrar herramientas quir?rgicas dentro del coraz?n se desorientaron al guiarse por estas im?genes.
Del Nido, jefe de cardiocirug?a de Children's, se dio cuenta de que lo que hac?a falta era visi?n estereosc?pica. Mirar la imagen sin relieve en la pantalla de la computadora era como mirar un juego de b?isbol por televisi?n. "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, adapt? una soluci?n de los videojuegos, dividir en dos las im?genes captadas por la computadora e inclinarlas en ?ngulos levemente diferentes. Al usar los anteojos de obturaci?n intermitente que usan los jugadores de videojuegos, el usuario puede ver im?genes ecogr?ficas del coraz?n latiente como un holograma. "Sin duda se tiene percepci?n de profundidad", dice Vasilyev. "Es como estar adentro del coraz?n."
Vasilyev evalu? los anteojos mientras operaba a cerdos que ten?an una comunicaci?n interauricular, una forma com?n de enfermedad card?aca cong?nita en la que hay un agujero o comunicaci?n en el tabique que divide las c?maras superiores del coraz?n (aur?culas). Vasilyev cerr? cada defecto usando un cat?ter que lleva un parche muy peque?o, que se introduce en el coraz?n a trav?s de una vena. Con otro dispositivo, asegur? el parche sobre el agujero usando broches diminutos en forma de ancla. En total, coloc? 64 anclas: 32 gui?ndose por ultrasonograf?a tridimensional convencional y 32 usando las im?genes de visi?n estereosc?pica.
Por este ?ltimo m?todo, Vasilyev pudo colocar las anclas con una velocidad 44% m?s r?pida que con la ultrasonograf?a tridimensional tradicional (9,7 frente a 17,2 segundos). Adem?s, la punta del dispositivo para colocar las anclas se desplaz? con mayor precisi?n, con una desviaci?n promedio de 3,8 mil?metros respecto a la trayectoria ideal en vez de 6,1, es decir, una mejora del 38%.
La precisi?n de la colocaci?n de las anclas no vari? en forma significativa entre las dos series de pruebas. Esto podr?a deberse a la gran experiencia de Vasilyev y a la disponibilidad de informaci?n t?ctil que ayud? a guiar el ?ltimo paso de la colocaci?n. No obstante, la velocidad de colocaci?n de las anclas mejor? notablemente. Los investigadores creen que la capacidad para desplazar con precisi?n las herramientas adentro del coraz?n mientras late reducir? a un m?nimo el riesgo para las estructuras card?acas vecinas.
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Visi?n estereosc?pica
Los datos de los vol?menes de la comunicaci?n interauricular (puntas de flecha) se transmiten en tiempo real desde un sistema de ultrasonido a una computadora que act?a como central gr?fica y muestra perspectivas del ojo izquierdo y el ojo derecho, alternando la posici?n y orientaci?n de la imagen, que se inclina a un ?ngulo a. Las im?genes as? generadas, que se ven de inmediato en un monitor convencional y se sincronizan con los anteojos con obturador intermitente del cirujano, producen im?genes ecogr?ficas tridimensionales estereosc?picas. Esta tecnolog?a de generaci?n de im?genes mejora notablemente la informaci?n espacial y la percepci?n de profundidad de los cirujanos para hacer reparaciones en el interior del coraz?n mientras late. (AI, aur?cula izquierda; AD, aur?cula derecha.)
(Imagen cedida por cortes?a de Nikolay Vasilyev, MD, Children's Hospital Boston)
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Vasilyev dice que los ensayos cl?nicos de cirug?a card?aca con el coraz?n latiendo usando el sistema de parches en ni?os con comunicaci?n interauricular podr?an empezar este a?o.
Del Nido cree que las im?genes estereosc?picas, junto con los ?ltimos avances en herramientas quir?rgicas acopladas a un cat?ter, permitir?n realizar con el tiempo operaciones card?acas con el coraz?n latiendo mucho m?s complejas, como el cierre de comunicaciones m?s complicadas, la eliminaci?n de tejido sobrante o reparaciones en estructuras de movimiento r?pido como las valvas de las v?lvulas mitral o a?rtica. "Vemos casos de anatom?a card?aca muy inusual", explica. "La mitad de la batalla consiste en averiguar cu?l es la estructura anormal sin abrir el coraz?n."
En el caso de los ni?os, la posibilidad de operar el el coraz?n mientras late es una verdadera ventaja, agrega del Nido. Las incisiones grandes pueden dejar cicatrices en el coraz?n y alterar su ritmo, lo que en algunos casos requiere un marcapasos. Abrir el coraz?n llama a las infecciones. Adem?s, pueden entrar burbujas de aire al torrente sangu?neo y causar da?o al cerebro. El paso de la sangre por una m?quina de circulaci?n extracorp?rea puede provocar una reacci?n inflamatoria y causar da?o a ?rganos de todo el cuerpo. Y hasta las operaciones no complicadas con el coraz?n abierto tienen un per?odo de convalecencia de semanas a meses.
El sistema de visualizaci?n estereosc?pica en tiempo real fue dise?ado para manipular y convertir datos a un ritmo de 30MB por segundo. El sistema de creaci?n de im?genes se arm? en una unidad de procesamiento gr?fico 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 investigaci?n m?s grande del mundo con base en un centro m?dico pedi?trico, en el que sus descubrimientos vienen beneficiando tanto a ni?os como a adultos desde 1869. M?s de 500 cient?ficos, 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 ni?os de 20 camas, Children's Hospital Boston es hoy un centro integral de cuidados m?dicos pedi?tricos y adolescentes de 397 camas, cimentado en los valores de excelencia en la atenci?n al paciente y sensibilidad a las necesidades complejas y la diversidad de los ni?os y las familias. Children's es adem?s el principal hospital pedi?trico de ense?anza de Harvard Medical School. Para m?s informaci?n sobre el hospital y su investigaci?n, visite www.childrenshospital.org/newsroom.
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