Una de las cosas más importantes que hay que controlar en los pacientes que han sufrido un golpe en la cabeza o una hemorragia graves es la presión en el cerebro. Esto puede revelar un aumento del volumen del cerebro, debido a un sangrado, hinchazón, u otros factores, que puede comprimir y dañar el tejido cerebral, y dejar sin sangre al órgano. Los aumentos de la presión también han estado vinculados con otros problemas neurológicos menos críticos, tales como las migrañas y las conmociones cerebrales repetidas. Sin embargo los métodos actuales de control de la presión intracraneal son muy invasivos—el neurocirujano taladra un agujero en el cráneo e inserta un catéter, lo que conlleva un riesgo de infección.

Thomas Heldt, científico investigador en el Laboratorio de Investigación Electrónica del MIT, junto a sus colaboradores, tiene la esperanza de cambiar esto gracias a un nuevo método no invasivo para el control de la presión intracraneal. Aunque la tecnología está todavía en sus primeras etapas de desarrollo, los estudios iniciales a partir de datos de pacientes en estado de coma demuestran que es casi tan exacta como el control intracraneal con un catéter y más precisa que otras opciones menos invasivas, que implican la inserción de un catéter en las capas de tejido entre el cráneo y el cerebro interno. Heldt presentó la investigación en el taller Next-Generation Medical Electronic Systems del MIT a principios de este mes.

"Si tuviéramos una forma de determinar la presión en el campo, incluso de manera simple heurística, por ejemplo si la presión es mayor de 20 mmHg (milímetros de mercurio—la medida estándar en la que intervienen los médicos), sería enormemente útil", afirma Rajiv Gupta, director del Ultra-High-Resolution Volume CT Lab en el Hospital General de Massachusetts, en Boston. "El triage (la clasificación de pacientes en función de su gravedad) se basa en eso". Gupta no estuvo involucrado en la investigación.

Para evaluar la presión de forma no invasiva, Heldt comenzó por la creación de un circuito simple del modelo de presión en el cerebro usando el conocimiento de la anatomía del cerebro y cómo la sangre y el líquido cefalorraquídeo fluyen a través del órgano. Después desarrolló un algoritmo para calcular la presión intracraneal para un nivel dado de presión arterial y flujo sanguíneo cerebral. El flujo de sangre arterial se puede medir ya sea con un catéter insertado en la muñeca, o indirectamente con un brazalete de dedo, un dispositivo similar a un brazalete de presión sanguínea, pero que proporciona lecturas continuas de la presión arterial. Una técnica no invasiva de ultrasonido conocida como ecografía transcraneal Doppler puede detectar la velocidad del flujo sanguíneo craneal, que está directamente relacionada con el flujo mismamente.

Los investigadores validaron el enfoque mediante la utilización de datos obtenidos previamente de 45 pacientes en estado de coma. La estimación emparejó la medida estándar de oro con una desviación de entre ocho y nueve mmHg. Otros métodos para medir la presión, tales como los catéteres insertados en el espacio entre el cráneo y el tejido del cerebro, pueden variar en 10 mmHg de lectura a lectura en el mismo cerebro.

Heldt afirma que el objetivo es lograr una precisión de cuatro o cinco mmHg, lo que permitirá a los médicos distinguir entre una presión segura—la presión intracraneal de una persona sana es de siete a 15 mmHg—y una que requiera una intervención. Cuando la presión se eleva a entre 20 y 25 mmHg, los médicos tratan de bajarla a un rango más seguro, ya sea a través de medidas tan simples como hacer que el paciente se siente, o tan severas como quitarle un pedazo del cráneo para aliviar la presión.

Los investigadores están a punto de comenzar una nueva prueba de la tecnología con colaboradores en el Beth Israel Deaconess Medical Center en Boston a partir de datos recogidos en tiempo real de pacientes de la unidad de cuidados intensivos (UCI). Esperan que poseer datos de mejor calidad mejore la exactitud de la medida. (El conjunto de datos anteriores fue recogido hace más de una década, con equipos más antiguos.) También esperan demostrar que un método no invasivo para tomar la presión arterial funcionará tan bien como el control intra-arterial.

Si bien los investigadores están centrados inicialmente en la validación de la tecnología en pacientes de la UCI, donde pueden comparar la medida con los catéteres intracraneales, afirman que el mayor potencial de la herramienta está en examinar a pacientes con lesión cerebral traumática leve, migrañas recurrentes, y ciertos trastornos vestibulares.

El efecto acumulativo de una lesión cerebral leve es de gran preocupación tanto para atletas como para militares, dada la creciente evidencia de que los daños repetitivos pueden tener graves efectos a largo plazo. "En los casos de lesión cerebral traumática leve, no sabemos cuál es la presión intracraneal", asegura Heldt. Unas recientes investigaciones en ratas han demostrado que la exposición a una explosión, que genera una onda de presión, provoca un aumento de la presión intracraneal; cuanto más grande sea la explosión, mayor será el aumento de la presión. En última instancia, los investigadores planean desarrollar dispositivos miniaturizados que puedan ser desplegados en el campo de batalla o el campo de deportes.

Heldt añade que su equipo no es el primero en tratar de evaluar la presión intracraneal basándose en el flujo de la sangre arterial y cerebral. Sin embargo, los esfuerzos anteriores han utilizado la minería de datos o los métodos de aprendizaje de máquinas para crear el algoritmo. Tales enfoques requieren una base de datos de medidas anteriores. Si un paciente nuevo es sustancialmente diferente de los de la base de datos, el algoritmo falla. Mediante la incorporación de un simple conocimiento fisiológico del cerebro, su equipo podría crear un modelo que no requiriese ningún conocimiento previo del paciente o cualquier otra persona.