Espectroscopía hemodinámica para diagnosticar daño cerebral

Una nueva tecnología diagnóstica tiene el potencial de suministrar una nueva forma de poder identificar y monitorizar el daño cerebral resultante de las lesiones traumáticas, la apoplejía y la demencia vascular en tiempo real y sin necesidad de procedimientos invasivos.

La espectroscopia coherente hemodinámica (CHS), una nueva tecnología desarrollada por el profesor de ingeniería biomédica, Sergio Fantini, de la Universidad de Tufts (Medford/Somerville, MA, EUA), mide el flujo sanguíneo, el volumen de sangre, y el consumo de oxígeno en el cerebro. Utiliza una tecnología de luz en el infrarrojo cercano (IRC), no invasiva, para analizar el tejido cerebral, y luego aplica algoritmos matemáticos para interpretar esos datos. “La CHS se basa en mediciones hemodinámicas del cerebro que se interpretan de acuerdo con algoritmos únicos que generan las medidas de flujo sanguíneo cerebral, el volumen sanguíneo y el consumo de oxígeno”, dijo el profesor Fantini. “Esta técnica se puede utilizar no sólo para evaluar enfermedades del cerebro, sino también para estudiar el flujo sanguíneo y cómo se regula en el cerebro sano”.


La Universidad de Tufts ha licenciado la CHS basado en un acuerdo no exclusivo a ISS (Champaign, IL, EUA), una compañía que se especializa en tecnología para medir la concentración de hemoglobina y la oxigenación en los tejidos del cerebro y el músculo. “Potencialmente, el mercado de la CHS es grande, ya que abarca varias aplicaciones de la vigilancia de los trastornos cerebrovasculares para evaluar los trastornos neurológicos”, declaró Beniamino Barbieri, presidente de ISS. “Me recuerda a la introducción de la tecnología de ultrasonidos a principios de los años setenta; nadie en ese entonces sabía cómo utilizar la nueva tecnología y, por supuesto, hoy en día, sus aplicaciones son omnipresentes en cualquier centro médico”.

La CHS utiliza diodos láser, que emiten luz CIR que es proyectada al cuero cabelludo por fibra óptica. Las ondas de luz son absorbidas por los vasos sanguíneos en el cerebro. La luz restante es reflejada de vuelta a los sensores, lo que resulta en señales ópticas que oscilan con el tiempo como resultado de los latidos del corazón, la respiración, u otras fuentes de variaciones en la presión arterial. Mediante el análisis de las señales de luz con algoritmos desarrollados para este propósito, el modelo del Prof. Fantini es capaz de evaluar el flujo sanguíneo y la forma en que el cerebro lo regula, que es un marcador para la salud del cerebro.

La tecnología CHS ha sido evaluada en pacientes sometidos a hemodiálisis en el Centro Médico Tufts. La investigación anterior publicada ha informado de un flujo sanguíneo cerebral inferior en pacientes en diálisis en comparación con los pacientes sanos. “Las formas no invasivas para medir los cambios locales en el flujo sanguíneo cerebral, en particular durante los períodos de estrés, tales como hemodiálisis, cirugías, y en el marco de la apoplejía, podrían tener implicaciones importantes para mantener la función saludable del cerebro”, dijo Daniel Weiner, MD, un nefrólogo en el Centro Médico Tufts (Tufts MC) y profesor asociado de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad Tufts (TUSM), quien es miembro del equipo de investigación.

Josh Kornbluth, MD, un neurólogo en Tufts MC, y profesor asociado de medicina en TUSM, también está trabajando con el Prof. Fantini para estudiar el potencial de la CHS para evaluar el estado cerebrovascular de los pacientes que sufren una lesión cerebral traumática o apoplejía. Esperan poder evaluar la CHS adicionalmente entre los pacientes neurológicos de cuidados críticos.

“Tener datos sobre el flujo sanguíneo cerebral local y si está regulado adecuadamente puede permitirnos desarrollar con mayor exactitud la terapia individualizada e intervenciones en lugar de elegir un enfoque de ‘talla única’ para la lesión traumática cerebral, la apoplejía o la hemorragia subaracnoidea”, concluyó el Dr. Kornbluth.

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Tufts University