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Angiografía cerebral con IA

Annette Birkhold | Inventora del año de Siemens | Debutante

Una malformación arteriovenosa (MAV) es una enfermedad vascular de las arterias y venas conectadas de forma irregular, que interrumpe el flujo sanguíneo y la circulación del oxígeno. En la zona afectada del cuerpo, las arterias y las venas no se ramifican en capilares finos como ocurre en las personas sanas, sino que crecen juntas en una compleja maraña vascular. Las malformaciones arteriovenosas se pueden presentar en todo el cuerpo, pero son especialmente difíciles desde el punto de vista médico en el cerebro. «Esta malformación en el cerebro puede ser la causa de varios déficits neurológicos o incluso de una hemorragia cerebral. Sin embargo, qué tan peligroso es en casos individuales y cómo se trata mejor depende de la anatomía exacta de la maraña vascular. A veces es posible la farmacoterapia, pero a veces es necesaria la cirugía: por ejemplo, cuando la maraña hace que la presión arterial suba tanto a nivel local que los vasos pueden romperse», explica Annette Birkhold, inventora del año 2024 en la categoría de recién llegados. «Mi invento ayuda a los médicos a tratar a los pacientes con imágenes 3D y 4D detalladas de arterias y venas. También se puede utilizar en el diagnóstico y la planificación del tratamiento de los pacientes con malformación arteriovenosa y para otras enfermedades vasculares».

Un vistazo al cerebro

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Los vasos sanguíneos se pueden examinar mediante una angiografía. En una angiografía del cerebro, primero se inserta un catéter en la arteria inguinal y, luego, con rayos X, se empujan las imágenes hasta los vasos del cuello. Luego se inyecta un agente de contraste (o tinte) en el torrente sanguíneo para llenar los vasos y hacerlos visibles en las radiografías. Mediante un procedimiento de diagnóstico por imágenes similar a la tomografía computarizada, pero con un sistema de angiografía, se crea una imagen tridimensional detallada de los vasos sanguíneos llenos de contraste.

«La anatomía de una malformación arteriovenosa puede ser muy compleja. A menudo solo se puede visualizar en su totalidad si el agente de contraste se inyecta en diferentes puntos uno tras otro. Y esto solo es posible con varias angiografías», explica Annette. «Mi método consiste en sincronizar los datos de imagen de varias angiografías y combinarlos en un solo modelo». Esto crea una representación 3D detallada y completa de todos los vasos sanguíneos implicados en la malformación arteriovenosa y un vídeo 4D que muestra cómo el agente de contraste se mueve por los vasos a lo largo del tiempo.

Apoyo terapéutico

Estas imágenes 4D pueden ayudar a los médicos tratantes durante todo el proceso de planificación e implementación del tratamiento. Durante la planificación, es especialmente importante que entiendan lo que ocurre en el centro de la MAV, el nido. «La imagen 4D permite centrarse en el rango temporal en el que el medio de contraste pasa por el nido y bloquear todo lo que ocurre antes o después», afirma Annette. «Esto deja claro qué arterias están delante del nido y qué venas están detrás de él».

Si se necesita terapia endovascular (un procedimiento mínimamente invasivo que implica cerrar los vasos del nido), la imagen 4D ayuda a determinar de antemano la ruta a través de los vasos hasta el nido. Durante el procedimiento, cuando se vuelve a empujar el catéter hacia la región objetivo y se monitorea mediante imágenes continuas de rayos X en 2D, también se puede mostrar la imagen en 4D y proporcionar al cirujano una guía adicional.

Screenshot of data visualization with colorful bar graphs and pie charts on a dark background

Estimación de la presión arterial local con simulación

A woman with short hair is standing in front of a white wall, wearing a black dress and looking to the left.

«Este modelo detallado de la AVM, un gemelo digital, también ofrece la oportunidad de ofrecer más apoyo mediante métodos matemáticos. «Estamos trabajando en modelos que utilicen inteligencia artificial y simulación de flujo para estimar la presión arterial en los vasos», afirma Annette. «Podremos proporcionar aún más información en el futuro sobre dónde se pueden producir peligrosas roturas vasculares en una malformación arteriovenosa».