Imágenes termográficas permiten verificar efectividad de la anestesia en trabajo de parto

La anestesia epidural se aplica en la zona baja de la columna y su función es adormecer los miembros inferiores del cuerpo: cadera, muslos, rodillas y pies, para realizar el proceso de parto y las intervenciones necesarias. Con esta inyección se logra perder la sensibilidad del cuerpo en un 70 %, y para que surta efecto se requieren de 10 a 15 minutos. Si es efectiva, el adormecimiento puede durar de 1 a 3 horas.

Sin embargo, algunas veces su eficacia no es óptima y suele generar efectos como vómitos, mareos y sensación de dolor. Frente a esta realidad, el ingeniero electrónico Diego Fabián Collazos Huertas, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, lideró un proyecto para identificar en tiempo real si la anestesia está o no actuando de forma efectiva en el cuerpo de la paciente.

“Es una herramienta digital de termografía por infrarrojo que apoya la predicción de los efectos secundarios del medicamento; así el médico a cargo puede validar si realmente la sustancia está actuando”, explica el investigador.

El estudio logró estimar la eficacia de la anestesia con imágenes termográficas probadas en el SES Hospital Universitario de Caldas.

La termografía por infrarrojo muestra en una secuencia de imágenes la temperatura corporal del paciente desde los pies hasta la zona media, identificando las áreas en estado de relajación, lo cual no se logra precisar con exactitud mediante las tres técnicas convencionales para estos casos: (i) medir la temperatura con frío, por ejemplo poniendo hielo, y esperar la respuesta de la paciente, (ii) por sensación de tacto superficial, rozando la piel, y (iii) por pinchazos. Estos métodos pueden generar respuestas falsas a partir de lo que observa el doctor y lo que manifiesta la paciente, de modo que el resultado es subjetivo.

Aunque existen técnicas como las señales electrofisiológicas, electromiografías, encefalogramas para el proceso de imágenes de las tomografías computarizadas que dan resultados más objetivos para evaluar la funcionalidad de la anestesia, sus costos son altos para el procedimiento.

“Analizar el impacto de la anestesia con imágenes térmicas disminuye los costos casi en un 70 %, no es invasivo durante el procedimiento ni implica trasladar equipos a la zona de parto, haciéndolo de forma más ágil”, menciona el ingeniero Huertas.

Así, el proceso de termografía permite identificar patrones de variabilidad térmica (temperatura) de los pies y las piernas, para ayudar al anestesiólogo a hacer los correctivos necesarios de forma más objetiva y rápida en el procedimiento de parto, como aplicar más anestesia o esperar un tiempo prudente para que el medicamento haga efecto.

Así funciona el proceso de captura de información

Frente al paciente se ubica una cámara, a 2 m de distancia, la cual captura imágenes o “fotos” de los miembros inferiores en infrarrojo, transformando la imagen en información o vectores de datos que son interpretadas mediante redes neuronales de arquitectura (U-Net) conocidas por su uso en sistemas de visión por computadora.

Estas redes transforman la información de entrada (fotos) en vectores o guías que son leídas por el software FeetGUI, el cual se asiste mediante programación para que interprete o aprenda a identificar qué zonas del cuerpo están siendo impactadas por la anestesia.

Esto se refleja en un gráfico de frecuencias, cuyo eje horizontal muestra en una escala de 0 a 20 minutos el tiempo que tarda en hacer efecto la anestesia, y el eje vertical señala la temperatura (de 24 a 34 °C) de las zonas del cuerpo donde hace efecto la anestesia: el color rojo indica que el músculo está totalmente relajado.

Para comprobar su funcionalidad se realizaron dos pruebas release del prototipo, la primera en agosto del 2021 y la segunda en febrero de 2022, que arrojaron una funcionalidad del 100 % en la interpretación de temperaturas, además de ser funcional para llevar a campo de prueba.

Durante el parto se debe conectar el sistema de captura de imágenes termográficas al dispositivo de embebido raspberry tipo RasPad que contiene el software FeetGUI y es el encargado de monitorear los cambios de temperatura a lo largo del procedimiento anestésico, con respuestas de señal de 5 a 10 segundos.

Es importante resaltar que la muestra en campo se hizo bajo un entorno de protocolo estable y controlable, con las medidas de bioseguridad establecidas por el Ministerio de Salud (tapabocas, batas quirúrgicas, cofias y desinfección de equipos) para no comprometer la integridad física y fisiológica de la paciente o del recién nacido.

Esta propuesta no invasiva durante el proceso de parto mostró resultados importantes con una efectividad del 95 % en la muestra de imágenes termográficas para la lectura del algoritmo representado en una tabla de gráficos, que hoy se implementa con el Hospital Universitario de Caldas.

Con las pruebas realizadas se concluye que el prototipo cumple con los estándares deseados para la investigación, es versátil e innovador en el proceso de parto hospitalario, mitiga los riesgos de la anestesia epidural para la salud, como una baja de presión arterial, daño neurológico o convulsiones, que pueden ser tratados a tiempo por el especialista a cargo.

El anestesiólogo Mauricio Calderón, del Hospital Universitario de Caldas, usuario del dispositivo, menciona que “el análisis termográfico propuesto es una herramienta poderosa, efectiva y concreta para evaluar el procedimiento de la anestesia durante un proceso de parto, para mejorar los tiempos de reacción”.

En el trabajo participaron estudiantes de pregrado y maestría en Ingeniería Electrónica integrantes del grupo control y procesamiento digital de señales, dirigido por los docentes Germán Castellanos y Andrés Marino Álvarez, del Departamento de Ingeniería Eléctrica – Electrónica y Computación de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la UNAL Sede Manizales.

Este proyecto se presentó al Concurso de Investigación SES celebrado el 18 y 19 de noviembre de 2021, y obtuvo el primer premio en investigación otorgado por el Hospital de Caldas.