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viernes, 31 de diciembre de 2010

Prótesis de pie con sistema hidráulico

BBC Ciencia

Una prótesis de pie que imita los movimientos musculares de un pie real es uno de los finalistas al premio más importante de ingeniería en el Reino Unido, que consiste en US$75.000- será anunciado el próximo 7 de junio.

La prótesis de pie ayuda al amputado a caminar de forma más natural.

Además de la prótesis, otros tres proyectos forman parte de la lista de finalistas del Premio MacRobert de la Real Academia de Ingeniería: un nuevo detector de minas antipersonal, un satélite de banda ancha de alta velocidad y una forma más ecológica de producir plástico acrílico.

A diferencia de otras prótesis de pie, la nominada prótesis Echelon, desarrollado por la compañía Blatchford & Sons, utiliza ingeniería hidráulica para poder alinearse a sí mismo y ayudar a la persona amputada a caminar de forma más natural.

Hasta ahora caminar con la mayoría de los tipos de prótesis de pie había tenido que ser un proceso deliberado y consciente en el cual el amputado debía pensar dónde y cómo colocar el pie.

Con la nueva prótesis, por el contrario, los resortes de fibra de carbono y los amortiguadores hidráulicos se combinan para poder colocar al pie en la posición correcta cuando la persona da un paso.

Esto significa que el paciente puede manejar mejor las pendientes y las piezas hidráulicas están colocadas de forma que pueden diseminar la carga del cuerpo como lo hacen los músculos reales.

Algunos soldados a quienes se les ha colocado la prótesis ya pudieron regresar a sus labores de combate.

Los otros nominados

En la lista de nominados está también el detector de minas Minehound desarrollado por Cobham Technical Services que utiliza dos sensores más efectivos en la búsqueda de equipo enterrado que los tradicionales detectores de metal.

Se calcula que por cada mina antipersonal que es localizada hay unas 150 falsas alarmas que tienen que ser investigadas.

La prótesis tiene amortiguadores hidráulicos y resortes de fibra de carbono.

Este es un proceso lento y muy arriesgado. El nuevo detector, sin embargo, produce sólo 20 falsas alarmas por cada mina localizada, gracias a la combinación de un radar capaz de penetrar en la tierra y un detector de metal.

Además incluye un programa de software sofisticado capaz de interpretar las señales y ayudar al operador a identificar las minas reales entre las falsas alarmas.

Otro nominado es Inmarsat, por la creación de su servicio de comunicación global por satélite que permite la transmisión simultánea de voz y datos en banda ancha con velocidades de 500 kbps (kilobites por segundo) en un mismo dispositivo móvil.

Y el cuarto nominado es Lucite International por su proceso Alpha que retira gran parte de las sustancias químicas tóxicas de los procesos de producción del plástico acrílico.

Innovación de ingeniería

Los premios MacRobert fueron creados en 1969 por la Real Academia de Ingeniería del Reino Unido para honrar a lo mejor y lo más innovador en ingeniería.

El detector Minehound puede identificar de forma más eficiente las minas antipersonal.

Al comentar sobre la lista de finalistas de este año, el doctor Geoff Robinson, presidente del panel de jueces, afirmó que "una vez más, el panel se ha visto impresionado por la calidad de la innovación en la ingeniería británica".

"Lejos de haberse rendido por las recientes dificultades en el sector financiero, las compañías de ingeniería del Reino Unido han demostrado su capacidad para desarrollar ingeniería innovadora con enormes beneficios humanitarios, ecológicos y sociales, y lo han podido hacer de forma rentable", expresó el funcionario.

Entre los anteriores ganadores del premio MacRobert está el Centro Acuático Nacional creado para las Olimpíadas de Pekín y un dispositivo para imágenes de la retina capaz de detectar defectos en el ojo mucho más rápido que otros métodos de diagnóstico.

Científicos crean un sistema para prótesis que reduce la sensación de miembro fantasma

por Carlos Martinez

10 / 08 / 2010

Aunque la fiabilidad y precisión de las prótesis están avanzando de manera considerable, una de los principales problemas que siguen presentando es la respuesta sobre los objetos en los que interactúa (ya que no se recibe ningún tipo de dolor, ni presión real), y la sensación de miembro fantasma, aparentemente causada por la reorganización nerviosa que se produce al amputar una extremidad y dejar "sin trabajo" a la parte del cerebro que antiguamente la controlaba.

Con la esperanza de entender mejor (y esperemos que algún día erradicar) este fenómeno, investigadores de la Universidad de Jena en Alemania han desarrollado una prótesis que utiliza sensores y una unidad de estimulación con la que enviar "mensajes" al cerebro y conseguir así aliviar el malestar de los pacientes, que de otra forma se ven aquejados por incómodas sensaciones procedentes de un brazo o pierna que ya no existen. De esta forma, los pacientes recibirían "respuesta" desde la prótesis, aunque los científicos aclaran que todavía necesitan trabajar aún más en el proyecto para determinar si verdaderamente se trata de una solución definitiva o simplemente se quedaría como un tratamiento terapéutico de tipo reductor. Sea lo que sea, estamos seguros que es un gran hallazgo.

Cuando las prótesis rozan el arte

Cuando alguien pierde un miembro y busca una prótesis para reemplazarlo de alguna manera, teóricamente debería poder contar con algo totalmente personal, diseñado perfectamente y a medida para conseguir la funcionalidad pero también la estética que el usuario requiere. La realidad es que la mayoría de las prótesis adaptan las medidas y formas estándares usando partes producidas en masa, pero las prótesis de Bespoke Innovations son diferentes de prinicipo a fin y se fabrican una a una con todo tipo de mimo y detalle. Descúbrelas tras el salto.

Para comenzar se realiza una entrevista personal con cada cliente para saber lo que espera y requiere de su prótesis, luego se escanea el miembro paralelo que todavía conservan o en caso de haber perdido ambos se busca a alguien con la misma morfología para usarlo como base.

A partir de ahí se van adaptando formas y materiales, pasando por todo tipo de ellos: madera, cuero, titanio, fibra de carbono… El resultado son prótesis únicas que no sólo se adaptan a cada persona sino que parecen verdaderas obras de arte.

En el vídeo a continuación podéis ver al diseñador industrial Scott Summit, responsable del proceso de creación, hablando de como se llevan a cabo. Está en inglés sin subtítulos pero resulta interesante porque se pueden ver bastantes de sus creaciones.

Desarrollan por vez primera huesos artificiales en laboratorio

El proceso seguido imita la formación de los huesos naturales

Investigadores de los Países Bajos han conseguido desarrollar en laboratorio, por vez primera, huesos artificiales, siguiendo un proceso idéntico al que siguen los huesos orgánicos en su formación. Todo este proceso fue, además, registrado con gran detalle gracias a un microscopio electrónico de tecnología punta. El logro abre la puerta a la fabricación de huesos artificiales y, también, a la producción de diversos tipos de nanomateriales. Por Yaiza Martínez.

Nico Sommerdijk. Fuente: TU/e.

Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU/e), en los Países Bajos, ha conseguido por vez primera imitar en laboratorio el proceso natural de formación de los huesos, así como observar dicho proceso con gran detalle.

Según publica la TU/e en un comunicado, los huesos fueron desarrollados con fibras de colágeno (componente más abundante de los huesos y de la piel) en las que se depositó fosfato cálcico formando nanocristales.

En este proceso, se reprodujo el mismo crecimiento del fosfato cálcico que se da en la formación de huesos reales, explican los investigadores: en el organismo, el calcio está presente en los huesos en forma de hidroxiapatita, que es una estructura cristalina compuesta por fosfato de calcio que se sitúa alrededor de una matriz orgánica de proteína colagenosa para proporcionar fuerza y rigidez.

Proceso dirigido por el colágeno

Durante mucho tiempo se ha pensado que el colágeno era sólo un “molde” para la colocación del fosfato cálcico en los huesos de los organismos, y que la formación de dichos huesos estaba controlada por biomoléculas especializadas.

Sin embargo, las imágenes registradas en su investigación por Nico Sommerdijk y Fabio Nudelman, del Departamento de ingeniería química y química de la TU/e, han demostrado que las fibras de colágeno son, en sí mismas, las que controlan la formación mineral y, por tanto, las que dirigen el desarrollo de los huesos.

Según los científicos, las biomoléculas tendrían en este proceso de mineralización un papel distinto a lo que se creía: en realidad sirven para mantener el fosfato cálcico en solución líquida hasta que comienza el proceso de crecimiento del mineral.

Tecnología punta para el registro de imágenes

Los investigadores pudieron ver cómo se desarrollaban los huesos en el interior de las fibras de colágeno utilizando un microscopio electrónico único, el llamado cryoTitan.

Tal y como publica la página web de la Unidad de Investigación CryoTEM de la Universidad de Eindhoven, este microscopio está equipado con una serie de dispositivos de tecnología punta, como una cámara MultiScan™ CCD o un prisma óptico para holografía, que hacen que tenga una resolución tan alta como para registrar imágenes de átomos individuales.

Con el CryoTEM, los científicos analizaron, durante la formación de los huesos, muestras que fueron rápidamente congeladas, por lo que el proceso pudo registrarse y observarse en sus pasos consecutivos.

Aplicación en la formación de huesos artificiales

El Instituto Nacional de Investigación en Cerámica italiano(ISTEC) está desarrollando ya nuevos implantes óseos basados en el descubrimiento realizado por Sommerdijk y Nudelman.

Este mismo Instituto hacía públicos, a principios de este año, susavances en un nuevo método para crear huesos a partir de madera de ratán, siguiendo un proceso de 10 días de duración.

El resultado obtenido por los científicos italianos fue un material óseo muy resistente, capaz de soportar la pesada carga de cualquier cuerpo, y duradero, que no tendría que ser reemplazado.

Sommerdijk y sus colaboradores, por su parte, no tienen intención de producir huesos después de su descubrimiento. Según el investigador: “nosotros hemos dado un gran paso en el terreno de la formación ósea, pero nuestro interés es comprender el desarrollo de los huesos, no producirlos”.

Desarrollo de otros nanomateriales

El avance realizado abre la puerta a un nuevo campo de investigación para los científicos de la TU/e. Éstos confían en que los mismos principios aplicados al desarrollo óseo puedan usarse para producir varios tipos de nanomateriales.

Los nanomateriales, menores que una décima de micrómetro, presentan diversas características que los hacen especialmente atractivos para la ingeniería, como el tener propiedades fundamentales modificables (magnetización, propiedades ópticas, temperatura de fusión, etc.) con respecto a los mismos materiales en escalas corrientes.

Sommerdijk y Nudelman están empezando a trabajar a escala nanométrica con la magnetita, un material magnético que puede usarse como biomarcador o como almacenamiento de datos.

Pero sus ambiciones van aún más lejos, según Sommerdijk: “creo seriamente que podemos desarrollar todo tipo de materiales utilizando los mismos principios (que en la formación de huesos). La formación biomimética de materiales magnéticos es un área nueva, que permanece aún totalmente inexplorada”.

Los resultados de la presente investigación han aparecido publicados en la revista especializada Nature Materials.

Impresoras de chorro de tinta pueden fabricar prótesis de huesos humanos

Reproducen la porosidad ósea, facilitando el riego sanguíneo que asegura la vida de los huesos

Investigadores canadienses y alemanes han puesto a punto una tecnología que permite fabricar prótesis óseas que son idénticas a los huesos humanos. La fabricación se consigue mediante una impresora 3D de chorro de tinta que reproduce una imagen tridimensional del hueso obtenida con escáner. La prótesis de material cerámico se obtiene mediante impresión de sucesivas capas, como en una foto a color, y reproduce exactamente la porosidad ósea que permite el crecimiento de capilares sanguíneos necesarios para la vida del hueso. La cerámica empleada es soluble, por lo que se disuelve lentamente en el cuerpo humano y es sustituida con el tiempo por huesos vivos. En diez años esta tecnología podrá generalizarse en la práctica médica. Por Vanessa Marsh.

Modelos de prótesis fabricadas con una impresora

Los huesos humanos ya pueden ser reparados con un ordenador y una impresora 3D de chorro de tinta, según un nuevo método desarrollado por tres investigadores, dos canadienses y tres alemanes, sobre el que publican un artículo en la revista Advanced Materials, del que se ha publicado asimismo una información adicional.

Tal como explica al respecto el periódico Le Devoir, esta técnica permite crear implantes óseos perfectamente adaptados a la anatomía del paciente con una duración muy superior a los implantes actuales.

El procedimiento para conseguir estos implantes es el siguiente: primero se obtiene mediante escáner una foto tridimensional del esqueleto del paciente y se integra en la memoria del ordenador. Este ordenador está conectado a una impresora de chorro de tinta técnicamente manipulada que, por ello, no funciona como las demás impresoras de su género.

En realidad, esta impresora suelta un ácido, en vez de tinta, sobre una película de polvo de cemento con el cual reacciona para producir un objeto cerámico que calca la forma del hueso a reconstruir.

De esta forma, un hueso dañado puede ser reproducido en su forma original mediante la impresión de capas sucesivas, tal como ocurre con la impresión a color en una impresora de chorro de tinta. La superposición de estas múltiples capas de 0,1 milímetros de espesor es la que permite reproducir la forma y la arquitectura interna del hueso con una gran precisión.

Porosidad original

Esta técnica consigue controlar la porosidad del material, es decir, la geometría de los microcanales de los huesos, que es determinada por el ordenador a partir de la imagen del hueso original obtenido mediante escáner tridimensional. Con esta información de referencia, el ordenador da las instrucciones oportunas a la impresora.

Según sus artífices, con este procedimiento se pueden crear canales óseos de un milímetro de diámetro que ayudan a la implantación de los vasos sanguíneos. Estos vasos tienen la misión de llevar a las células óseas presentes en estos microcanales el oxígeno y los nutrientes que necesitan para generar tejido óseo y mantener el hueso con vida. Sin este acceso directo a la sangre, sería imposible obtener hueso.

Esta capacidad de reproducir la porosidad exacta de los huesos humanos es una de las mayores proezas de esta tecnología, ya que es la que permite el crecimiento de capilares sanguíneos necesarios para la vida del hueso.

Ventaja comparativa

Esta característica supone una significativa ventaja sobre otros sistemas de impresión sobre materiales, como el coral o las cerámicas porosas, que se utilizan actualmente en las prótesis óseas pero que sólo permiten una porosidad aleatoria.

El cemento cerámico emplea cristales de Brushita. Los cementos de Brushita se preparan mezclando fosfato tricálcico-beta, monofosfato cálcico y piro fosfato sódico con una solución ácida. Una técnica para crear estos cementos ha sido desarrollada por la Universidad Complutense de Madrid.

El cemento de Brushita empleado por los canadienses endurece la temperatura de la pieza, al contrario de lo que ocurre con las cerámicas corrientes, que deben ser calentadas para ser sólidas. En estos casos, el calor modifica la regularidad de su porosidad y los poros se conectan de forma aleatoria, lo que perjudica su adaptación al esqueleto una vez implantada, al no poder recibir adecuadamente el riego sanguíneo.

Otra ventaja de la Brushita es que es soluble, por lo que se disuelve lentamente en el cuerpo humano y es sustituida por huesos vivos producidos por las células óseas presentes en los microcanales de los poros de la prótesis.

Para grandes traumatismos

Esta tecnología será de gran utilidad para los grandes traumatismos, como los ocasionados por graves accidentes de tráfico, explosiones o incendios, que suponen por la general la pérdida de una masa considerable de material óseo.

Aunque esta tecnología tardará todavía al menos diez años en estar disponible para la práctica médica, cuando pueda realmente reconstruir un hueso desaparecido como consecuencia de una fractura evitará una segunda operación, muy dolorosa, a través de la cual los traumatólogos extraen el materia óseo necesario para el injerto de los huesos iliacos.

Otra ventaja es que esta tecnología permitirá reconstruir dientes desaparecidos y evitar el recurso a huesos de cadáveres para injertos, que tienen el peligro de transmitir infecciones al receptor.

Impresora específica

De todas formas, para conseguir esta tecnología no sirve cualquier impresora de chorro de tinta. Los investigadores han utilizado una impresora 3D de la empresa norteamericana Z-Corporation que ya se emplea para la fabricación de prototipos tridimensionales de polímeros superpuestos en capas muy delgadas.

Con esta tecnlogía se confirma el creciente uso de la impresora como herramienta médica. Hace un año, Virginie Gauvreau y Gaétan Laroche, investigadores del Hospital de San Francisco de Asís, utilizaron asimismo una impresora estándar para crear patrones de péptidos que sirven para estudiar el fenómeno de rechazo en los implantes de prótesis arteriales, señala la Universidad de Laval en un comunicado.

¿Qué médicos son los que reciben más demandas por negligencia?

14COMENTARIOS

SERGIO PARRA29 DE ABRIL DE 2010

La pregunta sobre qué médicos reciben más demandas por negligencia es bastante trivial. Sí, supongo que me diréis que es importante saber qué médicos son los más demandados y en qué hospitales trabajan a fin de huir de ellos.

Pero si lo que os preocupa es vuestra salud, entonces no debéis fijaros en esa clase de estadísticas. Los médicos más demandados por negligencia no son los más peligrosos para vuestra salud.

Los análisis de las demandas interpuestas contra médicos demuestran que hay médicos muy bien cualificados que reciben un gran número de demandas, y médicos que cometen muchos errores y que nunca reciben ninguna demanda.

100 de cada 10.000 personas que acuden a un hospital serán víctimas de alguna secuela fruto de una negligencia médica, pero de este centenar de damnificados, sólo 2 presentarán una demanda por malas prácticas.

Es decir, que hay algo más que impulsa a una persona a demandar a un médico, aparte del trato médico inadecuado, porque sólo 2 de cada 100 lo hacen. Si la gente demanda a un médico lo hace porque ha sufrido otra cosa más, aparte de la negligencia.

Básicamente, la otra cosa es la manera como han sido tratados por el médico en el aspecto personal. Los que demandan a un médico suelen aducir que el médico los atendió con prisas, que los ignoraba o que nos los había tratado con humanidad. La gente no demanda al médico que le gusta, aunque haya cometido una negligencia, como ha afirmado Alice Burkin, una de los mejores abogados especialistas en casos de malas prácticas médicas.

En una ocasión, Burkin tuvo a una clienta a la que no le habían detectado un tumor en el pecho hasta que ya se había producido la metástasis, y quiso poner una demanda contra el especialista en medicina interna por su mal diagnóstico. En realidad, si a alguien se le puede atribuir alguna responsabilidad era al radiólogo. Pero la clienta se mostró inflexible. Quería demandar al especialista.

Así pues, para conocer las posibilidades que tiene un cirujano de que sea demandado no hace falta saber si el cirujano es bueno o no en el quirófano.

Recientemente la investigadora médica Wendy Levinson registró centenares de conversaciones de un grupo de cirujanos con sus pacientes. Aproximadamente la mitad de los médicos no habían tenido nunca una demanda. La otra mitad tenía una media de dos demandas, y Levinson descubrió que con aquella pequeña información tenía suficiente para establecer diferencias claras entre los dos grupos. Los cirujanos que no habían tenido nunca ninguna demanda se pasaban una media de tres minutos más con cada paciente (18, 3 minutos frente a los 15 minutos del otro grupo).

Vía | La inteligencia intuitiva de Malcom Gladwell

Crean un software que analiza imágenes médicas y llega a pensar como un doctor

Se basa en inteligencia artificial y puede llegar a adelantarse a las decisiones humanas

Informáticos canadienses han ideado una herramienta informática que segmenta imágenes médicas de un modo inteligente. Basado en la inteligencia artificial, aprende con el uso y puede llegar a adelantarse a las decisiones del médico. Gracias a esta herramienta, la segmentación de imágenes, que recaía hasta ahora en las manos de los médicos, puede ser ahora transferida a un algoritmo. Esta tecnología podría ser útil para otros campos, como son la minería o la astronomía. Por Raúl Morales.

El informático Hamid Tizhoosh junto a su desarrollo

Informáticos canadienses han ideado una herramienta informática que segmenta imágenes médicas de un modo inteligente. Basado en la inteligencia artificial, aprende con el uso, y puede llegar a adelantarse a las decisiones del médico.

Para conseguir avances en el análisis con ordenadores de imágenes médicas, el ingeniero informático de la Universidad de Waterloo, Canadá, Hamid Tizhoosh y sus colegas han tenido que admitir algo que es complicado de admitir para un ingeniero.

A los ingenieros les gusta la consistencia y la objetividad. Tiene que haber reglas y todo tiene que ser igual para todos los usuarios. Pero los seres humanos no funcionamos así. Nuestros juicios son inherentemente subjetivos.

Justamente por eso, intentos anteriores de analizar electrónicamente imágenes médicas que satisfagan a los médicos han fracasado. No importa lo finamente que sus algoritmos estuvieran puestos a punto, no ha habido hasta hora uno modo eficaz de diseñar un programa informático capaz de identificar objetos del mismo modo que lo hace una persona cuando los ve.

Tizhoosh asegura que su equipo ha superado esta dificultad gracias a varios años de investigación en el campo de la inteligencia artificial en conjunción con el tratamiento de imágenes médicas. El resultado es un programa, llamado Segasist, que gradualmente aprende las tendencias y preferencias del médico hasta que puede llegar a pensar como éste cuando analiza una imagen.

Comercializarlo

El resultado ha sido tan prometedor que ha atraído una inversión de 750.000 dólares para que la empresa creada para comercializar esta nueva herramienta, Omisa, lleve a buen puerto el proyecto. Omisa significa “Omnia-Modality Intelligent Segmentation Assistant”. Segmentation (segmentación) se refiere a la identificación de objetos, como órganos, lesiones y tumores, a partir de resonancias magnéticas, ultrasonidos y otras técnicas.

Dado que los programas informáticos actuales hacen el trabajo de segmentación pobremente, los médicos frecuentemente tienen que seleccionar los objetos que aparecen en pantalla usando programas como el Adobe Photoshop. Esto supone un mucho empleo de tiempo cuando hay que manejar muchas imágenes.

“Es frecuente ver a cualificados cirujanos sentados en sus oficinas usando el ratón de su ordenador y haciendo clic allí donde se encuentra el tumor en esas imágenes”, comenta Tizhoosh en The Record.

La primera vez que este informático se dio cuenta de la necesidad de este programa fue trabajando en Alemania en los años 90. Llevando a cabo un proyecto para mejorar la calidad de las imágenes para las terapias de radiación, percibió lo complicado que era dar respuesta a las demandas de los médicos.

“El modo en que los médicos lo hacen no se puede poner en ecuaciones”, comenta. “La información era ambigua o vaga”.

Tizhoosh empezó a desarrollar este software en el año 2000, en la Universidad de Waterloo. Ahora vuelve para ayudar a comercializarlo. La universidad recibirá el 25% del beneficio del software. “Creemos que tenemos un gran producto que puede demostrar tanto su capacidad para ahorrar costes como sus prestaciones para mejorar el sistema de salud”, comenta Douglas Hyatt, un consultor de la empresa First Leaside, que ha invertido en este proyecto.

Omisa ha contratado a programador para convertir el prototipo en un software comercialmente viable. La empresa espera que los radiólogos prueben el nuevo programa este verano.

Los hospitales son el primer mercado objetivo de este software, pero según sus creadores tendría aplicaciones lejos de la medicina, como en astronomía y minería.