Investigadores de la Universidad Nacional de General Sarmiento diseñaron un dispositivo que recrea la forma y el funcionamiento del corazón humano para ser utilizado en prácticas de medicina nuclear. El desarrollo permite evaluar y calibrar los equipos para la toma de imágenes, hacer experimentos y capacitar a los alumnos en el uso de los tomógrafos.
Investigadores de la Universidad Nacional de General Sarmiento (UNGS) diseñaron un dispositivo que simula el funcionamiento del ventrículo izquierdo de un corazón, que es el que interviene más intensamente en el bombeo de sangre al sistema arterial. El objetivo de este fantoma es simular el comportamiento del músculo cardíaco en prácticas de medicina nuclear, como en el caso de tomografías que permiten detectar determinadas patologías cardíacas como isquemia, necrosis o engrosamiento muscular.
El desarrollo, del que también participó el Servicio de Medicina Nuclear del Instituto de Oncología Ángel H. Roffo –que depende de la Universidad de Buenos Aires y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)– permitirá evaluar y calibrar los equipos para la toma de imágenes, hacer experimentos y capacitar a los alumnos en el uso de los tomógrafos.
Este corazón de látex y plástico, a diferencia de los pocos fantomas que hay en el país, reproduce tanto su forma como sus movimientos, ya que, como se suele bromear en el ámbito médico, “la gente es reacia a dejar quieto su corazón para hacerse una tomografía”. Por lo tanto, el tomógrafo debe medir los movimientos del corazón mediante un electrocardiograma para poder captar las imágenes en el momento preciso en que se requiera, según el estudio.
Si bien hay algunos fantomas para tomógrafos que se usan para hacer la calibración de los equipos, suelen ser piezas rígidas de acrílico y de forma geométrica que emulan pobremente la forma de un corazón. Además, se trata de artefactos que suelen importarse a precios que pueden rondar los 2000 dólares y pocos centros de medicina nuclear cuentan con ellos.
El diseño de este fantoma surgió de la demanda planteada por el Instituto Roffo, con el que los investigadores del Área de Ciencias y Tecnologías Básicas del Instituto de Industria (IdeI) de la UNGS ya habían trabajado en otros proyectos, como el de un simulador de lesiones de mama para un tomógrafo por emisión de positrones (MAMMI-PET) de la CNEA que fue instalado en el Instituto Roffo.
En este caso, el proceso de diseño partió del estudio de imágenes de corazones y a partir de allí se buscó recrearlas de manera artificial. Posteriormente, se trabajó en el diseño del ventrículo izquierdo, que es la cámara más grande del corazón y de paredes más gruesas, por lo cual tapa a las demás cámaras durante la tomografía.
Para la elaboración del fantoma se hicieron primero los moldes con una impresora 3D, así como los soportes para mantenerlo en su lugar. Las paredes del miocardio están hechas con látex, que da un imagen similar a la de un corazón real, y se sumaron mangueras de silicona para insertar y extraer el aire para simular el latido. Además de la forma, también está recreado el espesor de las diferentes partes del ventrículo y se pueden hacer modificaciones para simular engrosamientos de la pared del miocardio u otras condiciones médicas.
Durante la realización de un estudio se humedece el fantoma con una solución acuosa radioactiva, que hace que las paredes de éste puedan ser vistas por el tomógrafo, así como sucede con los pacientes a los que se les inyecta el líquido para contraste. Cuando un paciente es inyectado, el contraste radioactivo circula por la sangre y se aloja en las paredes del miocardio, con lo que se puede comprobar la irrigación o si hay alguna necrosis. Esto puede ser simulado en el fantoma mojando algunas partes de la pared de este ventrículo pero no otras, lo que hará que el médico deba diferenciar si está frente a una necrosis o una falla del tomógrafo. El látex no absorbe la sustancia radioactiva, por lo que puede ser lavado y vuelto a usar en repetidas ocasiones.
El fantoma está conectado a una máquina que permite el inflado del ventrículo y recrea sus movimientos, que son bastante complejos, ya que con cada latido el corazón primero se dilata un poco, luego hace una pausa y posteriormente lo hace un poco más, además de hacer una pequeña rotación. Todos estos movimientos son recreados por el fantoma. Además, se puede variar su ritmo cardíaco para recrear una taquicardia o un pulso irregular y así ver cómo reacciona el tomógrafo o el médico a cargo del estudio. Estos movimientos deben traducirse en un electrocardiograma simulado para informarle al tomógrafo el momento en que debe tomar la imagen. Esta máquina deber ser externa, ya que dentro del tomógrafo no pueden alojarse elementos metálicos.
“Lo hicimos para aprender, para formar estudiantes y también porque no había fantomas en el Roffo ni tampoco en otros centros del país”, le dijo a TSS Eduardo Rodríguez, director del proyecto e investigador y docente de la UNGS. Pablo Calla y Nicolás Vargas son dos estudiantes de Ingeniería Electromecánica de la UNGS próximos a recibirse que hicieron este proyecto como trabajo final de su carrera y que además debieron estudiar anatomía para poder encontrar un idioma común al hablar con su asesora cardióloga. El año pasado se sumó al grupo Victoria Bortulé, una estudiante de la Maestría en Física Médica del Instituto Balseiro, que participó como becaria y recibió un premio a la mejor tesis de Física Médica por este proyecto.
En los primeros meses de este año tienen planeado evaluar el funcionamiento de este fantoma en un experimento con un tomógrafo por emisión de positrones. Rodríguez habló sobre los próximos pasos de este desarrollo bautizado como sonqo, que significa corazón, en quechua: “Queremos llevarlo a centros de medicina nuclear para armar los experimentos que nos pidan, ya sea para que sirva como ayuda en la calibración de equipos o con fines de investigación”.
Por Matías Alonso
Fuente: Agencia TSS –