Investigadores de la UNSAM, la UNGS y la Universidad Favaloro desarrollaron un fantoma, que es un modelo de arterias de látex con una bomba que simula el trabajo del corazón, que puede ser escaneado por un resonador magnético para comprender mejor cómo funciona el flujo sanguíneo y prevenir accidentes vasculares.
Las enfermedades vasculares pueden ser difíciles de detectar en pacientes y en algunos casos extremos pueden llevar a la muerte de forma acelerada. Hay factores de riesgo que se pueden detectar, como la presencia de colesterol alto, el tabaquismo y la presión alta, pero los estudios para analizar cómo están las arterias no son tan comunes. Las alteraciones pueden dar lugar a un aneurisma o a una inflamación de las paredes de las arterias, que pueden dar lugar a que se rompan. Otros factores que aumentan el riesgo son ser hombre, mayor de 50 años y con antecedentes familiares.
Para ver el estado de las arterias se puede hacer una ecografía pero hoy también se pueden usar resonancias magnéticas. En conjunto con una técnica para poder hacer modelados en cuatro dimensiones (4D), esto permite analizar la manera en que circula el flujo de la sangre, que en ciertas patologías puede derivar en una ruptura de la pared de la arteria.
El trabajo para poder entender cómo interpretar las imágenes y desarrollar los algoritmos para el modelado 4D se está haciendo en forma conjunta entre equipos de investigación de la UNSAM, la UNGS y la Universidad Favaloro. Para hacerlo desarrollaron un fantoma, que es un modelo de arterias de látex con una bomba que simula el trabajo del corazón, que puede ser escaneado por el resonador magnético para comprender cómo funciona el flujo sanguíneo y luego compararlo con pacientes. El fantoma reproduce la forma, el tamaño y las capacidades elásticas de la aorta de un paciente adulto y, con este sistema, se puede medir la velocidad de la sangre en cualquier lugar de la aorta y así validar el modelo.
Realización de un experimento desde la sala de control.
“Generalmente, el aneurisma se da en la aorta abdominal, por debajo del diafragma y se detecta por una ecografía. Se sabe que la ruptura se suele dar en aneurismas que son más grandes y hay factores de riesgo como la presión arterial o la edad del paciente, pero buscamos otros factores que tengan que ver con los flujos que están pasando por ahí, porque solo el diámetro es poco específico. El objetivo principal de proyecto es encontrar indicadores tempranos de riesgos de ruptura del aneurisma. Hay muchos pacientes que no tienen alta presión, que no fuman, que son jóvenes y que igual tienen aneurisma, por eso estamos investigando para ver si hay cuestiones de flujo que tengan que ver. Queremos saber cómo se desarrolla el flujo de la sangre desde el corazón, el tórax y el abdomen, y ver flujos complejos o turbulentos. Por eso queremos medir no solo el diámetro del aneurisma, sino también el flujo de la sangre, que es dinámico, por eso hay que medirlo durante un tiempo”, explicó el doctor en ingeniería Damian Craiem, investigador independiente de CONICET en el Instituto de Medicina Traslacional Transplante y Bioingeniería (IMETTyB) de la Universidad Favaloro.
Para medir los flujos es necesario tener una secuencia de resonancia específica para poder medir el contraste de fase. Y en esas fases se usa una medición volumétrica para poder ver los flujos en toda la aorta al mismo tiempo. Para esto, se desarrolló un software específico para ver los flujos. Esta técnica se debe probar en un ambiente controlado y, en este caso, es el fantoma, ya que se pueden fabricar diferentes aortas, con diferente elasticidad y dimensiones, para analizar cuáles son los flujos que generan mayor tensión sobre las paredes de la arteria.
“Los modelos que hacemos son aortas de látex distensible que simulan la fase sistólica y diastólica, el impulso del corazón, y es un sistema electromecánico programado para que funcione durante mucho tiempo. Está preparado para que se lo pueda llevar a un resonador magnético como el que hay en la UNSAM, para hacer mediciones de flujo con una técnica nueva que se llama 4D-Flow que mide punto a punto la velocidad del fluido”, explicó Eduardo Rodriguez, doctor en Física y director del área de Ciencias y Tecnologías Básicas del Instituto de la Industria de la UNGS.
“El resonador da imágenes pero necesitas tener un patrón para saber qué es lo que estás viendo, por eso tenemos el fantoma, que lo conocemos, es muy estable y rítmico, y podemos hacer la comparación con una resonancia», agregó Rodríguez.
Parte del equipamiento de investigación en la sala de control.
Algo difícil de esto es lograr acercarse a lo fisiológico, hacer que el simulador reproduzca con agua el pulso adecuado de la sangre, con el flujo, el caudal, la presión, la duración y el ritmo necesarios. «Como el vendedor del resonador no provee el software para ver toda la parte informática y cómo se generan lo datos, entonces tenemos que hacer la ingeniería inversa para saber cómo funciona y hacer la traducción de los datos a un formato que se pueda leer”, explica Rodríguez.
El trabajo empezó en 2020 pero se tuvo que suspender por la pandemia y recién en octubre de 2021 se pudo volver a hacer estudios en el resonador. Al principio se hicieron con voluntarios para ver cómo eran las mediciones. En 2023, el proyecto no recibió el desembolso del financiamiento PICT 2019 que tenía asignado por lo que se pudieron hacer menos experimentos de lo que estaba planeado. “El trabajo grueso lo hacemos en nuestro laboratorio pero después tenemos que ir al resonador a validar las mediciones”, contó Rodríguez.
El proyecto se financió con el PICT 2019 que obtuvo Craiem y con financiamiento interno de la UNGS, la línea Ciencia y Tecnología UNGS para proyectos radicados en General Sarmiento. UNSAM puso la tecnología de punta con el resonador de altos campos magnéticos. Posteriormente también se consiguieron subsidios de la Academia Nacional de Medicina.
“En General Sarmiento hay estudiantes de Electromecánica que van haciendo proyectos de finalización de carrera que están asociados conmigo y hacen aportes. También hay un estudiante avanzado de UNSAM. Hay mucha gente que da una mano en el proyecto de diferentes formas. En Favaloro también hay estudiantes que hacen sus aportes”, contó Rodriguez. En el mismo sentido, Craiem dijo: “Siempre estuvieron participando estudiantes, de grado, de las universidades, técnicos y de doctorados. Muchos estuvieron ayudando al proyecto. Siempre tratamos de que haya jóvenes en el medio aprendiendo las técnicas nuevas”.
Por Matías Alonso
Fuente: Agencia TSS