La sola mención de los cálculos renales pueden causar a una persona a temblar. Ellos son a menudo dolorosas y en ocasiones difícil de quitar, y el 10% de la población sufre de ellos. En el espacio, el riesgo de desarrollar cálculos renales se agrava debido a las condiciones ambientales. El riesgo para la salud se ve agravada por el hecho de que las limitaciones de recursos y la distancia de la Tierra podría restringir las opciones de tratamiento.
Los científicos del National Space Biomedical Research Institute (NSBRI) están desarrollando una tecnología de ultrasonido que pueden superar algunos problemas de atención médica relacionados con el tratamiento de cálculos renales.
La nueva tecnología detecta las piedras con imágenes de ultrasonido basada en un proceso llamado «Artefacto centelleo» y ofrece un tratamiento de «empujar» la piedra con ultrasonido focalizado. Esta tecnología no sólo podría ser beneficioso para la salud en el espacio, pero también podría alterar el tratamiento de cálculos renales en la Tierra.
El proyecto está liderado por Sistemas Inteligentes y Tecnología Médica del Equipo del Investigador Principal Dr. Lawrence Crum y co-investigador Dr. Michael Bailey, ambos son investigadores en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad de Washington (UW-APL). Bailey dijo que su tecnología se basa en equipos disponibles en la actualidad.
«Tenemos una máquina de ultrasonido de diagnóstico que tiene mayor capacidad para los cálculos renales de imagen en el cuerpo», dijo Bailey, ingeniero principal en el APL-UW. «También contamos con una capacidad que utiliza ondas de ultrasonido que viene la derecha a través de la piel para impulsar las pequeñas piedras o pedazos de piedras hacia la salida del riñón, por lo que naturalmente va a pasar, evitar la cirugía».
Actualmente en la Tierra, el método de eliminación preferido es el de los pacientes a beber agua para fomentar las piedras para pasar, naturalmente, pero esto no siempre funciona, y la cirugía es a menudo la única opción. En el espacio, la amenaza de los cálculos renales es mayor debido a la dificultad de mantener a los astronautas completamente hidratado. Otro factor es que los huesos desmineralizar en el entorno de gravedad reducida del espacio, el dumping sales en la sangre y finalmente en la orina. La elevada concentración de sales en la orina es un factor de riesgo para los cálculos.
Crum, quien es un físico principal de APL-UW, dijo que las piedras del riñón podría ser un problema grave en una misión de larga duración. «Es posible que si una persona estuviera en un entorno de exploración del espacio y no puede volver fácilmente a la Tierra, como una misión a un asteroide o Marte, las piedras del riñón podría ser una situación peligrosa», dijo Crum. «Queremos prepararnos para este riesgo por tener un tratamiento disponible, como por ejemplo empujar la piedra a través de ultrasonido.»
Antes de que una piedra puede ser empujado, es necesario que se encuentren. Máquinas estándar de ultrasonido tiene un modo de imagen en blanco y negro llamado B-modo que crea una imagen de la anatomía. También tienen un modo de Doppler que muestra específicamente el flujo de sangre y el movimiento de la sangre dentro del tejido en color. En el modo Doppler de un cálculo renal puede aparecer de colores brillantes y centelleantes. La razón de esto es desconocida, pero Crum y Bailey están trabajando para entender lo que hace que la imagen de artefactos centelleo.
«Al mismo tiempo, hemos ido más allá de abrir y cerrar de artefactos y utilizaban lo que conocemos con algún otro conocimiento sobre las piedras del riñón para crear modos específicos para los cálculos renales», dijo Bailey. «Se presenta la piedra de una manera que parece que es un abrir y cerrar de una imagen en la que la anatomía es blanco y negro, con una piedra de colores brillantes o piedras de colores múltiples.»
Una vez que las piedras se encuentran, el operador de la máquina de ultrasonido se puede seleccionar una piedra al blanco, y luego, con una simple pulsación de un botón, enviar una onda de ultrasonido focalizado, cerca de la mitad de un milímetro de ancho, para mover la piedra hacia la salida de los riñones. La piedra se mueve alrededor de un centímetro por segundo. Además de ser una opción a la cirugía, la tecnología puede ser utilizada para «limpiar» después de la cirugía.
«Siempre hay fragmentos residuales que quedan después de la cirugía», dijo Bailey. «El cincuenta por ciento de los pacientes estará de regreso dentro de cinco años para el tratamiento. Podemos ayudar a los fragmentos de pasar.»
La tecnología de ultrasonido se está desarrollando para NSBRI por Crum y Bailey no se limita a la detección de cálculos renales y la eliminación. La tecnología también se puede utilizar para detener una hemorragia interna y la ablación (o destruir) los tumores. Crum dijo que el grupo de investigación tiene planes innovadores para la tecnología. «Tenemos la visión de una plataforma tecnológica que tiene una arquitectura abierta, se basa en software y se puede utilizar la ecografía para una variedad de aplicaciones», dijo. «No sólo para el diagnóstico, sino también para la terapia.»
Cartera NSBRI investigación incluye otros proyectos que buscan desarrollar sistemas inteligentes y tecnologías médicas, tales como los nuevos usos de la ecografía, que prestan servicios sanitarios a los astronautas en el espacio. Crum, quien sirvió ocho años como Jefe de Equipo NSBRI, dijo que los enfoques innovadores para superar el restringido ámbito del espacio puede tener un impacto en la Tierra.
«El espacio ha exigido a la tecnología de la atención médica que sea versátil, de bajo costo y ha restringido el tamaño. Todas estas especificaciones requeridas para su uso en un entorno de espacio son ahora casi exigida por el público en general», dijo Crum. «Una de las razones que la traducción de un sitio a otro es posible es porque la inversión NSBRI».
El trabajo de ultrasonido por Crum y Bailey también ha recibido el apoyo de la Investigación de Defensa Avanzada Agencia de Proyectos de los Institutos Nacionales de Salud y la Universidad de Washington y las fundaciones asociadas con él para promover la comercialización.
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