Simulación con RM del flujo sanguíneo ayuda a planear cirugía cardiaca pediátrica

Investigadores que colaboraron con cardiólogos y cirujanos pediátricos de dos instituciones médicas de los Estados Unidos han desarrollado una herramienta para la cirugía virtual que les permite a los cirujanos ver los efectos predichos de los diferentes métodos quirúrgicos.

Manipulando imágenes de resonancia magnética (RM) cardiaca tridimensionales (3D) de la anatomía de un paciente, los médicos pueden comparar cómo los métodos alternativos afectan el flujo sanguíneo y los resultados esperados, y pueden seleccionar el mejor método para cada paciente antes de entrar a la sala de operaciones. "Esta herramienta nos ayuda a conseguir el mejor resultado para cada paciente”, dijo el coautor Mark A. Fogel, M.D., un profesor asociado de cardiología y radiología, y director de RM cardiaca en el Hospital de Niños de Filadelfia (PA, EUA). "El equipo puede evaluar las diferentes opciones quirúrgicas para lograr el mejor flujo sanguíneo y la mezcla óptima de sangre, de modo que podemos maximizar la eficiencia de la energía del corazón”.

En la edición de Agosto de 2009 de la Revista del Colegio Americano de Cardiología: Cardiovascular Imaging, los investigadores describieron la estrategia de planificación quirúrgica, detallando cómo la aplicación les ayudó a planear la cirugía de una niña de cuatro años que nació con solo un ventrículo funcional, o cámara bombeadora, en vez de dos.

Esos niños sufren típicamente de niveles bajos de oxígeno en sus tejidos porque su sangre rica en oxígeno y pobre en oxígeno se mezcla en su único ventrículo funcional antes de ser redistribuida a sus pulmones y cuerpo. Para corregir esto, los niños se someten a una serie de tres cirugías de corazón abierto llamada reconstrucción Fontan estratificada para reformar la circulación de una manera que permita que la sangre pobre en oxígeno fluya de los miembros directamente a los pulmones sin ir a través del corazón.

"Determinar pre-operativamente la configuración Fontan que logrará el flujo sanguíneo balanceado a los pulmones es muy difícil y la amplia variedad y complejidad de las anatomías de los pacientes requiere un enfoque que es muy específico y personalizado”, dijo Ajit Yoganathan, Ph.D., un profesor en el departamento de ingeniería biomédica del Instituto de Tecnología Georgia (Georgia Tech; Atlanta, EUA). "Con nuestra plataforma de planificación quirúrgica, el médico gana un mejor entendimiento del defecto cardiaco único de cada niño, mejorando así el resultado de la cirugía y el tiempo de recuperación”.

La paciente descrita en el estudio, una niña de cuatro años de edad, de Staten Island (NY, EUA), se había sometido previamente a todas las tres etapas del procedimiento Fontan en el Hospital de Niños de Filadelfia, pero desarrolló complicaciones severas. Su saturación de oxígeno era muy baja solamente 72%, en comparación con los niveles normales de al menos 95%, lo cual indicó la posibilidad de conexiones anormales entre las venas y las arterias en uno de sus pulmones.

Para mejorar la distribución de esos factores hormonales a los dos pulmones, los cirujanos debían volver a operar y reconfigurar la anatomía cardiovacular de la paciente. La plataforma de planificación quirúrgica de Georgia Tech ayudó a Thomas L. Spray, M.D., jefe de la división de cirugía cardiotorácica en el Hospital de Niños, a determinar la opción quirúrgica óptima. "La RM adquiere imágenes del corazón de la niña sin usar radiación”, dijo el Dr. Spray. "Luego usamos la tecnología computarizada para modelar conexiones diferentes y simular las características del flujo sanguíneo óptimo, antes de que realizáramos la cirugía”.

La planificación quirúrgica con imágenes consistió de cinco pasos: adquirir imágenes RM del corazón de la niña a tiempos diferentes en el ciclo cardiaco, modelar la anatomía pre-operatoria cardiaca y el flujo cardiaco, realizar cirugías virtuales, usar dinámica de líquido computarizado para modelar el flujo post-operatorio propuesto, y medir la distribución de factores hormonales derivados del hígado y otros parámetros relevantes clínicamente como retroalimentación para el cirujano.

Cinco meses después de la cirugía, hubo una mejora dramática en su condición clínica total y los niveles de saturación de oxígeno, que aumentaron de 72-94%. La niña está respirando más fácilmente y ahora es capaz de jugar activamente como otros niños, de acuerdo con su cardióloga.

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Children's Hospital of Philadelphia
Georgia Institute of Technology