image: Selection of photograms from demo video (Video 2) demonstrating cavitation inside a hydrocephalus valve filled with water and graphite powder over. The graphite tracer at t = 0 is deposited on the lower wall of the valve in the absence of ultrasonic waves. The remaining photograms illustrate resuspension of the graphite particles within 1 second of ultrasonic radiation. view more
Credit: Universidad de Sevilla
El diagnóstico y tratamiento temprano de esta complicación constituye un gran desafío médico puesto que actualmente no existen tecnologías o protocolos preventivos para evitarlos y, con el tiempo, afectan a la gran mayoría de los enfermos de hidrocefalia con derivaciones implantadas. Sólo en Andalucía, considerando a adultos y niños, se estima que hay, aproximadamente, entre 6.000 y 10.000 personas con hidrocefalia.
Los experimentos, llevados a cabo en un proyecto europeo, denominado FUSCLEAN, demuestran el funcionamiento de la tecnología y que, concentrando ultrasonidos emitidos desde fuera del cuerpo, se pueden desprender de manera controlada los materiales adheridos en el interior de las derivaciones implantadas en el cerebro de pacientes con hidrocefalia. La tecnología FUSCLEAN permitiría la limpieza preventiva de los catéteres y válvulas sin afectar al cerebro ni otras zonas del cuerpo.
El estudio ha sido publicado recientemente en la revista Operative Neurosurgery. La idea y la tecnología han sido diseñadas y desarrolladas por Emilio Gómez, catedrático de Física Aplicada de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, con la colaboración de Javier Márquez, neurocirujano del Servicio de Neurocirugía del Hospital Universitario Virgen del Rocío e IBIS y profesor asociado de la US.
Esta investigación comprende simulaciones numéricas en 3D, experimentos con catéteres y válvulas reales en maniquíes y modelos de laboratorio.
Una tecnología para una patología relevante
La hidrocefalia es una patología neurológica muy relevante. Si no se trata, resulta fatal. En la mayoría de los casos (80%) el tratamiento consiste en la implantación de un sistema de derivación del líquido cefalorraquídeo (mediante un catéter y una válvula) hacia una cavidad distal (típicamente, el peritoneo). Sin embargo, las complicaciones son frecuentes y difíciles de anticipar. Las más comunes son las obstrucciones del flujo a través de los catéteres y válvulas implantadas, y requieren tratamiento neuroquirúrgico inmediato debido al riesgo de daño neurológico severo e incluso de fallecimiento. Tales complicaciones tienen un profundo impacto social en la calidad de vida de los pacientes, sus familias y cuidadores, y un alto coste económico.
La tecnología FUSCLEAN permitiría el desarrollo de un tratamiento preventivo personalizado, de acuerdo con las condiciones de las personas afectadas y su derivación, que podría ser programado dentro de las revisiones periódicas de los pacientes.
El único proyecto andaluz seleccionado
La idea del proyecto y su diseño comenzó en el marco de un programa europeo de alto impacto y repercusión (Programa ATTRACT), liderado por el CERN, cuyo objetivo es desarrollar tecnologías innovadoras para la ciencia y la sociedad. A este programa se presentaron más de 1.200 propuestas de 40 países, siendo FUSCLEAN el único proyecto andaluz seleccionado para su financiación.
El desarrollo de la investigación cuenta también con el apoyo de la Junta de Andalucía, a través del Campus de Excelencia Internacional Andalucía-Tech de las universidades de Málaga y Sevilla en el área de salud y bienestar social y la colaboración de FIPSE (Fundación para la Innovación y Prospectiva de Salud en España) y CTA (Corporación Tecnológica de Andalucía), a cargo de la transferencia de tecnología”.
Journal
Operative Neurosurgery
Article Title
Contactless Ultrasonic Cavitation for the Prevention of Shunt Obstruction in Hydrocephalus: A Proof-of-Concept Study
Article Publication Date
19-Sep-2022