Parche ultrasónico portátil monitorea de forma continua el flujo sanguíneo cerebral.

El método clínico estándar para monitorear el flujo sanguíneo cerebral, la ecografía Doppler transcraneal, depende de que un técnico capacitado sostenga una sonda de ultrasonido contra la cabeza del paciente. Este método, sin embargo, tiene limitaciones. Depende del operador, lo que significa que la precisión de las lecturas puede variar según la habilidad del operador. Además, no es adecuado para una monitorización continua, ya que el flujo sanguíneo cerebral normalmente sólo se controla en momentos específicos del día, lo que puede no captar las fluctuaciones que ocurren en otros momentos. Ahora, un parche de ultrasonido portátil supera estos obstáculos al ofrecer una solución manos libres, consistente y cómoda para monitorear el flujo sanguíneo cerebral que los pacientes pueden usar continuamente durante su estadía en el hospital.

Desarrollado por ingenieros de la Universidad de California en San Diego (La Jolla, CA, EUA), este parche de ultrasonido portátil permite la monitorización continua y no invasiva del flujo sanguíneo cerebral. El parche, que es suave, elástico y se coloca en la sien, proporciona datos tridimensionales del flujo sanguíneo, una novedad en la tecnología portátil. Esta innovación es particularmente beneficiosa para los pacientes que se someten o se recuperan de una cirugía cerebral, lo que representa un avance significativo con respecto a la ecografía Doppler transcraneal tradicional. El parche tiene aproximadamente el tamaño de un sello postal y está hecho de un elastómero de silicona que contiene varias capas de componentes electrónicos elásticos. Incluye una serie de pequeños transductores piezoeléctricos que emiten y reciben ondas de ultrasonido para medir el flujo sanguíneo.

Otra característica esencial del parche es una capa de malla de cobre hecha de cables con forma de resorte que mejoran la calidad de la señal al reducir la interferencia del cuerpo y el entorno externo. Las capas adicionales incluyen electrodos estirables que respaldan la funcionalidad del parche. Para su funcionamiento, el parche se conecta mediante cables a una fuente de alimentación y a una computadora. El sistema utiliza imágenes de ultrasonido ultrarrápidas para realizar un monitoreo 3D. A diferencia del ultrasonido convencional, que captura alrededor de 30 imágenes por segundo, las imágenes ultrarrápidas capturan miles, lo que es crucial para recopilar datos detallados de los transductores piezoeléctricos, que de otro modo podrían verse disminuidos por el fuerte reflejo del cráneo. Luego, los datos se procesan utilizando algoritmos especializados para reconstruir detalles tridimensionales como el tamaño, el ángulo y la posición de las principales arterias cerebrales.

Los investigadores probaron el parche de ultrasonido en 36 voluntarios sanos para evaluar su capacidad para medir las velocidades del flujo sanguíneo (sistólico máximo, flujo medio y velocidades diastólica final) en las principales arterias del cerebro. Los participantes del estudio realizaron actividades que afectaron el flujo sanguíneo, como agarrar las manos, contener la respiración y leer. Las medidas del parche ecográfico fueron casi similares a las obtenidas con una sonda de ultrasonido convencional. Los investigadores ahora colaborarán con médicos de la Facultad de Medicina de UC San Diego para probar el parche de ultrasonido en pacientes que padecen afecciones neurológicas que afectan el flujo sanguíneo cerebral.

"La capacidad de monitoreo continuo del parche aborda una brecha crítica en las prácticas clínicas actuales", dijo el primer coautor del estudio, Sai Zhou.

“La vasculatura cerebral es una estructura compleja con múltiples vasos ramificados. Se necesita un dispositivo capaz de capturar esta información tridimensional para obtener una imagen completa y mediciones más precisas”, añadió Xinyi Yang, otra coautora del estudio, que fue publicado en la revista Nature el 22 de mayo de 2024.

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