Ultrasonido desarrollado para vuelos espaciales también funcionan en la tierra

La lejanía y las limitaciones de recurso de los vuelos espaciales son un desafío serio para la salud del astronauta. Una solución a este problema es la tecnología de ultrasonido.

Científicos del Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial de los Estados Unidos (NSBRI; Houston, TX, EUA) han desarrollado herramientas que expanden el uso del ultrasonido durante el vuelo espacial y en tierra, particularmente en sitios rurales y marginados. Esas herramientas incluyen técnicas que dinamizan el entrenamiento y ayudan a los expertos a distancia a guiar a los astronautas no físicos a realizar exámenes de ultrasonido. El ultrasonido puede ser usado para evaluar muchas condiciones, ya sean huesos fracturados, pulmones colapsados, cálculos renales, daño de órganos y otras enfermedades, en el espacio y en la tierra. Con una concesión NSBRI, también crearon un catálogo, o atlas, de imágenes “normales en el espacio” del cuerpo humano, permitiendo que los astronautas suministraran cuidado sin consultar a un médico en tierra. Este atlas le fue dado a la Aeronáutica Nacional y Administración Espacial de los Estados Unidos (NASA; Washington DC, EUA) a principios de 2011.

El Dr. Scott A. Dulchavsky, el jefe de cirugía, Roy D. McClure, cirujano jefe del Hospital Henry Ford (Detroit, MI, EUA) es el investigador principal de esos proyectos y es miembro de los sistemas médicos inteligentes NSBRI y el equipo de tecnología. “Las técnicas de imágenes de ultrasonido provienen de las restricciones del programa espacial de no tener un radiólogo entrenado en órbita o tener una TC [tomografía computarizada] o una RM [resonancia magnética] disponible, forzándonos a usar el ultrasonido para cosas en las cuales normalmente no se usa”, dijo. “Además, las limitaciones de tiempo nos forzaron a poner algunos soportes apretados alrededor de lo que es absolutamente requerido para entrenarse para poder obtener imágenes de ultrasonido de alta calidad y sacarles algún sentido a la imagen”.

El Dr. Dulchavsky y colegas de NSBRI, NASA, Henry Ford, y del Grupo Wyle Integrated Science and Engineering (El Segundo, CA, EUA) empezaron su primer experimento de ultrasonido –Ultrasonido Diagnóstico Avanzado en Microgravedad (ADUM) —desarrollando técnicas de examen para el uso en la Estación Espacial Internacional (ISS). La meta era para los tripulantes de ISS recolectar imágenes de ultrasonido de alta calidad para enviar al Centro de Control de Misiones para el análisis. La investigación ADUM se dividió en dos proyectos: NSBRI patrocinó la parte en tierra de la investigación, mientras que la NASA apoyó la parte en vuelo.

Los investigadores realizaron 80 horas de exámenes de ultrasonido en la ISS y luego tamizaron a través de aproximadamente 20.000 imágenes y muchas horas de video recolectadas durante las Expediciones 8 a 12 ISS para crear el atlas “normal del espacio”. Los investigadores desarrollaron la guía intuitiva de ultrasonido para darle a los astronautas uso más amplio del ultrasonido en sistemas de órganos adicionales y problemas médicos que no eran parte del experimento ISS. El Dr. Dulchavsky dijo, “ADUM utilizó inicialmente telemedicina y operaciones de tele-ultrasonido en las cuales los astronautas estuvieron interactuando con investigadores y controladores de vuelo en tierra durante los exámenes. La guía intuitiva de ultrasonido les permite a los astronautas realizar exámenes cuando la comunicación rápida con un experto no está disponible debido a la distancia de la tierra o por otras razones”.

Uno de los primeros en ser entrenados y realizar un examen de ultrasonido en el espacio fue el ex astronauta NASA y Expedición 10 ISS, Comandante Dr. Leroy Chiao. “Demostramos en la Estación Espacial Internacional que aún no médicos pueden producir imágenes de ultrasonido de calidad diagnóstica usando guía a distancia”, dijo Chiao quien es el Director del Panel del Usuario NSBRI y un miembro del Centro de Medicina Espacial del Colegio de Medicina Baylor (Houston, TX, EUA). “Esas técnicas de examen de ultrasonido y atlas serán cada vez más importantes cuando nos aventuremos más y por más tiempo en el espacio. La telemedicina usando ultrasonido será una herramienta diagnóstica médica valiosa”.

El nivel de destreza necesaria para analizar los resultados del examen de ultrasonido de manera precisa variará basados en la finalidad del examen. “Diagnosticar un hueso roto es relativamente sencillo. Cuando estábamos probando esto en mi hospital, entrenamos el personal de custodia para realizar los exámenes. Después de aproximadamente cinco minutos, tenían una exactitud diagnóstica de más de 90”, dijo el Dr. Dulchavsky. “Alternativamente, si usted está tratando de buscar cambios sutiles en cómo funciona el corazón en la gravedad cero después de seis meses, esto requiere considerablemente más experiencia, y toma horas o aún días de evaluación para hacerlo”.

Como en el espacio, los costos bajos y el consumo reducido de recursos hacen del ultrasonido una opción atractiva en tierra, pero hasta recientemente, la falta de personal entrenado era un problema. Basados en su investigación para NSBRI, el Dr. Dulchavsky y sus colegas, han derivado las técnicas para uso terrestre y publicaron El Libro de Bolsillo de Ultrasonido ICU, una guía de referencia para realizar los exámenes.

“El Colegio Americano de Cirujanos, que está encargado de la educación continua para los cirujanos en nuestro país, vio los métodos que desarrollamos para el espacio y ahora ha incorporado esas técnicas en sus cursos de entrenamiento de ultrasonido para todos los cirujanos en los Estados Unidos”, dijo el Dr. Dulchavsky. “Similarmente, las escuelas médicas están empezando a incorporar este entrenamiento para todos los estudiantes médicos, no solo cirujanos”.

Las técnicas de ultrasonido también son usadas por entrenadores de atletismo para algunos equipos deportivos profesionales y el Comité Olímpico de los Estados Unidos para lograr información rápida en el punto de atención acerca de las lesiones de los atletas.

Sin embargo, son las zonas rurales, dentro y fuera de los Estados Unidos, las que más podrían beneficiarse de las capacidades del ultrasonido diagnóstico y la telemedicina. El Dr. Dulchavsky ha estado colaborando con la Red Interactiva Mundial Dedicada al Ultrasonido Crítico (WINFOCUS) para entrenar personas para usar técnicas de ultrasonido en regiones sub-atendidas.

“El uso del ultrasonido verdaderamente mejora las oportunidades de las personas de acceder y suministrar cuidado de salud rentable, inmediato, segura”, dijo el Dr. Luca Neri, director del Programa Mundial de Ultrasonido WINFOCUS, y director científico del proyecto Ultrasonido Lombardia de Punto de Atención del Hospital Niguarda Ca' Granda y la Compañía Regional Pública AREU EMS en Milán, Italia. “Particularmente, dentro de las comunidades de escasos recursos y sistemas de salud, estamos construyendo exitosamente las tecnologías novedosas de ultrasonido y telecomunicación desarrolladas por el Dr. Dulchavsky para NSBRI y NASA e integrando sus capacidades en los sistemas nacionales de salud y educación. “Empoderar al personal local para ofrecer imaginología portátil, segura, inmediata, accesible, facilitamos el diagnóstico más temprano y más efectivo, el tratamiento y el seguimiento de pacientes, en una base más amplia y de una manera más sostenible”.

Algunos de los países en los cuales las técnicas de ultrasonido están siendo implementadas para fomentar el desarrollo sostenible del cuidado primario de salud son Mozambique, Lesoto, Madagascar, India, Brasil, y Nicaragua, con programas planeados en Honduras, Congo, y Malasia. El tele-ultrasonido ha sido realizado por el equipo del Dr. Dulchavsky en el Monte Everest y el Círculo Ártico alto.

Además del trabajo del Dr. Dulchavsky, los sistemas médicos inteligentes NSBRI y el portafolio del equipo de tecnología contienen proyectos desarrollando otras tecnologías novedosas de ultrasonido. Un proyecto está desarrollando un sistema de ultrasonido para medir la densidad ósea y la calidad y acelerar la curación de la fractura. Otro proyecto está desarrollando un sistema de remoción del tumor sin sangrado, tratamiento del sangrado interno, y la reducción de cálculos renales.

Enlaces relacionados:

National Space Biomedical Research

National Aeronautics and Space Administration

Henry Ford Hospital