La mayoría de las personas simplemente toman ibuprofeno cuando tienen dolor de cabeza. Pero para alguien con hidrocefalia, una afección potencialmente mortal en la que se acumula exceso de líquido en el cerebro, un dolor de cabeza puede indicar un problema grave que puede resultar en un hospitalvisita, miles de dólares en escáneres, radiación y, a veces, cirugía.
Un nuevo sensor inalámbrico similar a la curita desarrollado en la Universidad Northwestern podría revolucionar la forma en que los pacientes manejan la hidrocefalia y potencialmente ahorrar millones de dólares al sistema de atención médica de los EE. UU. El estándar actual de atención implica la implantación quirúrgica de un tubo conocido como'derivación' para drenar este exceso de líquido del cerebro. Las derivaciones tienen una tasa de falla de casi el 100 por ciento en 10 años, y diagnosticar la falla de la derivación es notoriamente difícil.
Un estudio clínico de Northwestern Medicine probó con éxito el dispositivo, conocido como monitor de derivación portátil, en cinco pacientes adultos con hidrocefalia. Los hallazgos se publicarán el 31 de octubre Medicina traslacional de la ciencia .
El dispositivo podría cambiar la vida de un millón de pacientes
Un dispositivo como este cambiaría la vida de Willie Meyer, de 26 años, quien se sometió a 190 cirugías, pasó casi todas las vacaciones en la sala de emergencias y casi se perdió su graduación de la escuela secundaria debido a cirugías cerebrales de emergencia.
"Estoy tratando de vivir una vida normal, y realmente no puedo debido a los dolores de cabeza", dijo Meyer.
La hidrocefalia afecta a uno de cada 1,000 nacimientos vivos y es casi tan común como el síndrome de Down. El tratamiento de la afección cuesta un estimado de $ 50,000 por paciente por año, y le cuesta al sistema de atención médica de los Estados Unidos aproximadamente $ 1 mil millones por año. Si no se trata, la hidrocefalia puede provocara muerte.
Para tratar la afección, los cirujanos implantan un catéter similar a una pajita o derivación en el cerebro para drenar el exceso de líquido a otra parte del cuerpo. Más de 1 millón de estadounidenses viven con derivaciones y la amenaza constante de su falla.
Cuando falla una derivación, el paciente puede experimentar dolores de cabeza, náuseas y poca energía. Un paciente que experimente cualquiera de estos síntomas debe visitar un hospital porque si sus síntomas son causados por una derivación defectuosa, podrían ser potencialmente mortales. Una vez en el hospital, el paciente debe hacerse una tomografía computarizada o una resonancia magnética y, a veces, debe someterse a una cirugía para ver si la derivación funciona correctamente.
El nuevo sensor innovador, desarrollado por el Grupo de Investigación Rogers en Northwestern, permitió a los pacientes en el estudio determinar dentro de los cinco minutos posteriores a la colocación en su piel si el fluido fluía a través de su derivación. El sensor suave y flexible utiliza mediciones de temperatura y temperatura.transferencia de calor para determinar de manera no invasiva si y por cuánto fluido fluye.
"Visualizamos que podría hacer esto mientras está sentado en la sala de espera esperando ver al médico", dijo el coautor Siddharth Krishnan, estudiante de doctorado de quinto año en el Grupo de Investigación Rogers ". Ala enfermera puede venir y colocarte sobre ti y cinco minutos después, tienes una medición "
'Una curita hablando con un teléfono celular'
Una batería recargable muy pequeña está integrada en el sensor. El dispositivo tiene Bluetooth habilitado para que pueda hablar con un teléfono inteligente y entregar las lecturas a través de una aplicación de Android.
"Al final del día, desde la perspectiva del paciente, parece una curita que está hablando con su teléfono celular", dijo el coautor principal John A. Rogers.
"Es un dispositivo portátil con un modo de operación específico pero útil que está abordando una necesidad insatisfecha en medicina clínica", dijo Rogers, el profesor Louis Simpson y Kimberly Querrey de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ingeniería Biomédica y Cirugía Neurológica en la Escuela McCormickde Ingeniería y profesor de cirugía neurológica en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. "No hay nada como esto hoy".
Próximos pasos: ensayo clínico pediátrico y más allá del laboratorio
Pronto comenzará un ensayo clínico pediátrico más grande en el Hospital de Niños Ann & Robert H. Lurie de Chicago con el objetivo de dirigirse a esta población muy vulnerable. Los autores del estudio también están trabajando en la producción subcontratada en la escala de unos cientos de sensores paraapoyar este estudio y desarrollar aún más la tecnología.
"Nos dimos cuenta de que este no podía ser uno de esos proyectos de investigación que se detuvieron con el trabajo", dijo Krishnan. "Los últimos meses han sido sobre tomar este prototipo a escala de laboratorio que esencialmente hemos construido a mano y pensandocómo hacer que algo que pueda fabricarse externamente con el mismo nivel de rendimiento "
Eso sería un alivio para la madre de Willie Meyer, Beth Meyer. Ella dijo que supo que Willie tenía hidrocefalia cuando tenía dos años después de quejarse de que "le dolía el cabello". Era demasiado joven para saber cómo vocalizar su dolor de cabeza, lo cuales común entre los pacientes con hidrocefalia pediátrica y es una fuente de estrés para sus cuidadores.
"Los síntomas de mal funcionamiento de la derivación, como dolores de cabeza o somnolencia, son cosas que los niños pueden tener por muchas razones, como la gripe", dijo el coautor principal, el Dr. Matthew Potts, profesor asistente de cirugía neurológica en Feinberg y médico de Northwestern Medicine."Entonces, si un niño tiene estos síntomas, es muy difícil saberlo, y cada vez que su hijo dice que tiene dolor de cabeza o tiene un poco de sueño, automáticamente piensa: '¿Es esta la derivación?' Creemos que este dispositivo puede ahorrarle a los pacientesgran parte del peligro y los costos de este proceso "
Cuando Willie era más joven, Beth dijo que necesitaban traer copias de sus tomografías computarizadas cuando viajaban, e investigarían neurocirujanos locales en el área en caso de que Willie tuviera dolor de cabeza.
"La mayor parte de la hidrocefalia es la imprevisibilidad y no poder saber de un día para otro si estará en la sala de emergencias o en casa", dijo Beth. "Este tipo de dispositivo eliminaría elincertidumbre."
El coautor, el Dr. Amit Ayer, residente de neurocirugía de sexto año en Northwestern Medicine y estudiante de MBA en Kellogg School of Management en Northwestern, ha tratado la hidrocefalia de Willie durante los últimos cuatro años. Ayer dijo que sus pacientes son una fuerza impulsoradetrás de su motivación para llevar el dispositivo al mercado.
"Nuestros pacientes quieren saber cuándo pueden usar el dispositivo y ser parte de la prueba", dijo Ayer. "Quiero sacarlo a la luz, para que podamos ayudarles a mejorar sus vidas".
La hidrocefalia puede afectar a adultos y niños. A menudo, el niño nace con la afección, mientras que en adultos, puede adquirirse a partir de alguna lesión relacionada con un trauma, como sangrado dentro del cerebro o un tumor cerebral, dijo Potts.
Dada la incertidumbre y las tasas de falla asociadas con las derivaciones, la tecnología podría generar enormes ahorros y mejorar la calidad de vida para casi un millón de personas solo en los EE. UU.
La ciencia detrás del dispositivo
El sensor avanza conceptos en "electrónica epidérmica" similar a la piel, en la que el Grupo de Investigación Rogers ha estado trabajando durante casi una década.
El sensor utiliza una medición de transporte térmico, lo que significa que el sensor utiliza pequeñas cantidades de energía térmica para aumentar mínimamente la temperatura de la piel. Si la derivación funciona y el exceso de líquido cefalorraquídeo se drena adecuadamente, el sensor medirá una característicafirma de calor. De manera similar, si no hay flujo porque la derivación no funciona correctamente, el sensor podrá indicarlo rápidamente a través de mediciones de flujo de calor.
El equipo probó el dispositivo en el laboratorio antes de dirigirse a la clínica para realizar un estudio piloto en cinco pacientes en el Northwestern Memorial Hospital. El equipo pudo detectar claras diferencias en los casos entre mediciones sobre derivaciones de trabajo y ubicaciones de control confusas adyacentes sin flujo.
"Esto significa que si alguien quiere verificar si su derivación está funcionando, por ejemplo, cuando tienen dolor de cabeza, pueden hacer rápidamente lo que llamamos 'medición puntual'", dijo el coautor principal, el Dr. Tyler Ray, un posdoctoralinvestigador del Grupo de Investigación Rogers. "Este dispositivo también puede medir el flujo durante todo el día, permitiendo, por primera vez, la posibilidad de monitorear continuamente el rendimiento de la derivación. Esto puede conducir a importantes conocimientos sobre la dinámica del flujo de líquido cefalorraquídeo previamente inaccesible conherramientas de diagnóstico actuales y técnicas de medición de flujo "
Este estudio fue financiado por el Center for Bio-Integrated Electronics en Northwestern con una pequeña financiación adicional a través de Dixon Translational Grant en Feinberg.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Kristin Samuelson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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