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Angiografía cerebral con IA

Annette Birkhold | Inventores del año de Siemens | Nuevos talentos

Una malformación arteriovenosa (MAV) es una enfermedad vascular de arterias y venas conectadas de manera irregular, que interrumpe el flujo sanguíneo y la circulación de oxígeno. En el área afectada del cuerpo, las arterias y venas no se ramifican en capilares finos como lo hacen en las personas sanas; en cambio, crecen juntas en una compleja maraña vascular. Las MAV pueden ocurrir en todo el cuerpo, pero su tratamiento médico resulta especialmente complejo cuando se localizan en el cerebro. “Una malformación de este tipo en el cerebro puede ser la causa de varios déficits neurológicos o incluso una hemorragia cerebral. Sin embargo, cuán peligroso es en cada caso individual y cuál es el mejor tratamiento depende de la anatomía exacta de la maraña vascular. En ocasiones, es posible una terapia con medicamentos, pero en otros casos es necesaria una cirugía: por ejemplo, cuando la maraña provoca un aumento tan elevado de la presión arterial a nivel local que los vasos pueden romperse”, explica Annette Birkhold, Inventora del año 2024 en la categoría de Nuevos talentos. “Mi invención respalda a los médicos que tratan a los pacientes con imágenes detalladas en 3D y 4D de arterias y venas. También se puede usar en el diagnóstico y la planificación del tratamiento para pacientes con MAV y para otras enfermedades vasculares”.

Un vistazo al cerebro

Mujer con el pelo corto, camisa blanca, chaqueta negra y una sonrisa delicada frente a una pared blanca, con la mirada dirigida hacia la izquierda.

Los vasos sanguíneos se pueden examinar por medio de una angiografía. En una angiografía del cerebro, primero se inserta un catéter en la arteria inguinal y luego, mediante una radiografía, se empuja hacia los vasos del cuello. A continuación, se inyecta un agente de contraste (o tinte) en el torrente sanguíneo, lo que llena los vasos y los hace visibles en las radiografías. Con un procedimiento de imágenes similar a la TC, pero usando un sistema de angiografía, se crea una imagen tridimensional detallada de los vasos sanguíneos llenos de contraste.

“La anatomía de una MAV 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 se utiliza para sincronizar los datos de imagen de varias angiografías y fusionarlos en un modelo”. Esto crea una representación 3D detallada y completa de todos los vasos sanguíneos involucrados en la MAV y un video 4D que muestra cómo el agente de contraste se desplaza a través de 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 comprendan lo que está sucediendo en el centro de la MAV, el nido. “La imagen 4D permite enfocarse en el intervalo de tiempo en el que el medio de contraste pasa a través del nido y descartar todo lo que sucede antes o después”, dice Annette. “Esto deja en 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 hacia el nido. Durante el procedimiento, cuando el catéter se vuelve a introducir en la región objetivo y se monitoriza mediante imágenes continuas de rayos X 2D, también se puede visualizar la imagen 4D y proporcionar orientación adicional al cirujano.

Captura de pantalla de una visualización de datos con gráficos de barras coloridos y gráficos circulares en un fondo oscuro

Estimación de la presión sanguínea local con simulación

Una mujer con el pelo corto parada frente a una pared blanca, con un vestido negro y la mirada dirigida hacia la izquierda.

“Este modelo detallado de la MAV, un gemelo digital, también ofrece la oportunidad de brindar más apoyo mediante el uso de métodos matemáticos. “Estamos trabajando en modelos que utilizan inteligencia artificial y simulación de flujo para estimar la presión arterial en los vasos”, dice Annette. “Podremos proporcionar aún más información en el futuro sobre dónde pueden ocurrir roturas vasculares peligrosas en una MAV”.