Sensor ingerible podría reemplazar procedimientos invasivos para diagnosticar trastornos de la motilidad GI

Los trastornos de la motilidad gastrointestinal (GI) como el estreñimiento, la enfermedad por reflujo gastroesofágico y la gastroparesia afectan a millones de personas en todo el mundo y pueden ocurrir en cualquier parte del tracto digestivo, deteniendo el movimiento de los alimentos a través del tracto. Los médicos generalmente diagnostican la afección utilizando estudios de imágenes nucleares o rayos X, o insertando catéteres con transductores de presión que pueden detectar las contracciones del tracto GI. Ahora, un equipo de ingenieros ha demostrado un sensor ingerible que permite monitorear su ubicación a medida que se mueve a través del tracto digestivo y podría ayudar a los médicos a diagnosticar trastornos de la motilidad GI más fácilmente.

El diminuto sensor desarrollado por ingenieros del MIT (Cambridge, MA, EUA) y Caltech (Pasadena, CA, EUA) detecta un campo magnético creado por una bobina electromagnética ubicada fuera del cuerpo. La fuerza del campo varía dependiendo de la distancia desde la bobina, como resultado de lo cual la posición del sensor se calcula en base a su medición del campo magnético. En el nuevo estudio, los investigadores demostraron que podían usar la tecnología para rastrear el sensor a medida que se movía a través del tracto digestivo de animales grandes. El dispositivo podría ofrecer una alternativa a procedimientos más invasivos, como la endoscopia, que actualmente se utilizan para diagnosticar trastornos de la motilidad GI.

Los investigadores del MIT y Caltech se propusieron desarrollar una alternativa para diagnosticar los trastornos de la motilidad GI que fuera menos invasiva y pudiera realizarse en el hogar del paciente. Trabajaron en el desarrollo de una cápsula que pudiera tragarse y transmitiría una señal para revelar su posición en el tracto GI. Esto permitiría a los médicos identificar la parte precisa del tracto que estaba causando la dilación y decidir el tratamiento apropiado, necesario para la condición del paciente. Lo lograron aprovechando el hecho de que el campo producido por una bobina electromagnética se vuelve previsiblemente más débil con el aumento de la distancia desde la bobina. El sensor magnético desarrollado por los investigadores es lo suficientemente pequeño como para caber dentro de una cápsula ingerible y mide el campo magnético circundante. Luego usa esa información para calcular su distancia desde una bobina ubicada fuera del cuerpo.

Para señalar con precisión la ubicación de un dispositivo dentro del cuerpo, el sistema tiene otro sensor que permanece fuera del cuerpo y actúa como punto de referencia. Los investigadores pueden comparar la posición de este sensor que se puede pegar a la piel con la posición del sensor dentro del cuerpo para calcular con precisión dónde se encuentra el sensor ingerible en el tracto GI. El sensor ingerible también cuenta con un transmisor inalámbrico que transmite la medición del campo magnético a una computadora o teléfono inteligente cercano. La versión actual del sistema puede tomar una medida cada vez que recibe un detonante inalámbrico desde un teléfono inteligente y también puede programarse para tomar medidas a intervalos específicos. Puede detectar un campo magnético de bobinas electromagnéticas dentro de una distancia de 60 centímetros o menos. Las bobinas podrían colocarse en la mochila o la chaqueta del paciente, o incluso en la parte trasera de un inodoro, según los investigadores, permitiendo así que el sensor ingerible tome mediciones siempre que esté dentro del rango de las bobinas.

Los investigadores utilizaron un modelo animal grande para probar su nuevo sistema colocando la cápsula ingerible en el estómago y luego rastreando su ubicación a medida que se movía a través del tracto digestivo durante un período de varios días. En el primer experimento, el equipo proporcionó dos sensores magnéticos unidos entre sí por una pequeña varilla que les permitió conocer la distancia exacta entre ellos. Luego compararon sus mediciones de campo magnético con esta distancia conocida y encontraron que las mediciones eran precisas a una resolución de aproximadamente dos milímetros, que era mucho más alta que la resolución de los sensores basados en campo magnético desarrollados anteriormente. Luego, el equipo pasó a realizar pruebas utilizando un solo sensor ingerible acompañado de un sensor externo adherido a la piel.

Al medir la distancia de cada sensor a las bobinas, el equipo de investigación demostró que era posible rastrear el sensor ingerido a medida que se movía desde el estómago hasta el colon y finalmente se excretaba. Al comparar la precisión de su estrategia con las medidas tomadas por radiografías, los investigadores encontraron que tenían una precisión de 5 a 10 milímetros. Tal nivel de monitoreo puede permitir a los médicos identificar más fácilmente la sección del tracto GI que causa una ralentización de la digestión. Los investigadores ahora planean desarrollar procesos de fabricación para el sistema en colaboración con otros y caracterizar aún más su desempeño en animales, allanando el camino en última instancia para su prueba en ensayos clínicos en humanos.

"Muchas personas en todo el mundo sufren de dismotilidad GI o motilidad deficiente, y tener la capacidad de monitorear la motilidad GI sin tener que ir a un hospital es importante para comprender realmente lo que le sucede a un paciente", dijo Giovanni Traverso, profesor asociado de ingeniero mecánico en MIT y gastroenterólogo en el Hospital Brigham and Women's. "La capacidad de caracterizar la motilidad sin la necesidad de radiación o la colocación más invasiva de dispositivos, pienso que reducirá la barrera para que las personas sean evaluadas".

Enlaces relacionados:
MIT
Caltech