Uso de la tecnología espacial para combatir el cáncer de mama

ActiveFU will offer a non-invasive treatment option for cancer
Hugo Brunsveld van Hulten
19 enero 2004

Se está desarrollando un nuevo sistema no invasivo para el tratamiento del cáncer mediante el uso de tecnologías procedentes de la industria espacial europea. El objetivo principal de este nuevo tratamiento, que podría estar completamente desarrollado ya en el 2006, es el cáncer de mama.

El empresario holandés Hugo Brunsveld van Hulten ha dado con una solución para ayudar a los médicos en su lucha contra el cáncer de mama. Se trata de un sistema que combina dos técnicas: la técnica de obtención de imágenes por resonancia magnética (IRM), para localizar y diagnosticar los tejidos cancerosos; y la técnica de ultrasonidos focalizados de alta intensidad (HIFU), para “quemar” las células malignas.

Brunsveld van Hulten está desarrollando este nuevo sistema, conocido como ActiveFU, en la nueva instalación Incubadora Espacial Europea (ESI) del ESTEC, el Centro Europeo Tecnología Espacial de la ESA, situado en Holanda. El uso de las tecnologías espaciales y los profundos conocimientos de los equipos de investigación espacial de la ESA ya han permitido superar varios retos.

“La HIFU es una técnica de intervención que ha demostrado su eficacia en la ablación de las células cancerígenas del cuerpo humano", explica Brunsveld van Hulten. "Esta técnica, combinada con recientes avances con respecto a posibilidades de la IMR, que puede proporcionar durante el tratamiento una adecuada visualización de la zona en tiempo real, ofrecerá al operador del sistema ActiveFU un control altamente perfeccionado del procedimiento hipertérmico de localización de tumores."

Este sistema innovador ofrecerá a los pacientes de cáncer una nueva opción de tratamiento no invasivo más agradable, sin los efectos negativos asociados a la quimioterapia y radioterapia.

“Otro de los beneficios de este sistema es el ahorro que puede suponer para el sector de la sanidad pública, puesto que se trata de un tratamiento que no requiere hospitalización”, añade Brunsveld van Hulten.

Brunsveld van Hulten, matemático en sus orígenes, comenzó trabajando con sensores remotos, pero desde principios de los noventa está involucrado en el uso de la IRM para realizar biopsias de cara al cáncer de mama y en el estudio del uso de ultrasonidos de cara a los tratamientos médicos.

“La idea se me ocurrió al observar el mercado de la IMR, que hoy en día sigue limitándose al diagnóstico. Por lógica, el siguiente avance en el uso de la IRM tenía que ser la terapia de intervención", explica Brunsveld van Hulten. “Llegué a la conclusión de que el uso de un sistema HIFU especializado junto con una banda de pecho IRM de calidad (el dispositivo que genera la imagen) podría ser un adelanto muy importante.”

"La banda de imagen escogida permite realizar diagnósticos IRM no invasivos o espectroscopias de resonancia magnética para realizar análisis químicos y biopsias de cara a la patología, lo que da lugar a un juego completo de herramientas para la realización de diagnósticos e intervenciones en la sala de IRM."

Para hacerse con otra ventaja competitiva, Brunsveld van Hulten seleccionó una banda de pecho compatible con los últimos sistemas 1.5 Tesla y 3 Tesla, con frecuencias de adquisición más elevadas y resolución mejorada, que los tres proveedores principales de escáneres MRI han lanzado al mercado recientemente (General Electric, Siemens y Philips).

Esta nueva técnica puede utilizarse para tratar tumores pequeños localizados, pero Brunsveld van Hulten ha decidido centrarse inicialmente en el tratamiento del cáncer de mama, puesto que se trata de una de las formas más frecuentes de cáncer, que afecta especialmente a mujeres de entre 35 y 69 años.

Ayuda desde la experiencia de la ESA y bajo la organización de la ESI

La Instalación de Diseño Concurrente de la ESA comprueba el diseño de nivel superior

Aún quedan muchas piezas por encajar antes de que pueda utilizarse para curar pacientes, por eso es tan importante el uso de la instalación Incubadora Espacial Europea (ESI) del ESTEC y el apoyo de los ingenieros de la ESA y de expertos en medicina.

“La capacidad de la ESA para simular sistemas complejos ha sido vital a la hora de determinar los materiales óptimos y las tecnologías que se utilizarán”, afirma Brunsveld van Hulten. La plataforma de software EuroSim, desarrollada originalmente para la ESA con objeto de simular en tiempo real el comportamiento de los satélites, se utilizó para ayudar a solucionar los aspectos más complejos de ingeniería del diseño del sistema.

Aunque la mayoría del hardware pertenece al estándar industrial, Brunsveld van Hulten subraya que "los circuitos electrónicos y el software insertado de la ESA me permitieron desarrollar un sistema para el control y la simulación en tiempo real del proceso crítico de tratamiento térmico, beneficios que sólo pueden obtenerse mediante la aplicación de las tecnologías espaciales a este producto médico avanzado."

La experiencia de la ESA en el modelado de propagación de ondas ha sido fundamental para que las tecnologías IRM e HIFU hayan podido funcionar juntas correctamente. El modelado permite la realización de simulaciones rápidas de la configuración del transductor de ultrasonidos para examinar los efectos antes de llevar a cabo el tratamiento real.

Las imágenes por resonancia magnética suelen alterarse debido al sistema terapéutico de ultrasonidos, pero Brunsveld van Hulten ha logrado, con la ayuda de los expertos de la ESA, ajustar frecuencias y fases de señal de modo que un médico que utilice el sistema ActiveFU pueda realizar la intervención y seguir al mismo tiempo el resultado por IRM.

Se han utilizado piezo motores no magnéticos en miniatura para posicionar el equipo antes de la intervención. Cedrat Technologies desarrolló originariamente esta tecnología para aplicaciones espaciales, en las que no se permite ninguna alteración del campo magnético homogéneo de las imágenes.

En diciembre, se utilizó la Instalación de Diseño Concurrente (CDF) para ajustar y perfilar los requisitos técnicos de los componentes de este complejo proyecto. Diversos especialistas de las distintas disciplinas técnicas participaron en varias sesiones del CDF, donde “negociaron” de forma interactiva los requisitos de los respectivos subsistemas. Este proceso dinámico destaca y elimina rápidamente los conflictos del sistema en el diseño de nivel superior.

ESI stand at the Industry Space Days in ESTEC
La Incubadora Espacial Europea respalda a los empresarios que utilizan la tecnología espacial

Además del apoyo obtenido de la experiencia de los médicos de la ESA, la ESI ayudó también a Brunsveld van Hulten mediante la organización de un taller internacional, auspiciado por la ESA, para realizar consultas externas a especialistas en medicina. Los participantes analizaron los requisitos del usuario y las limitaciones operativas, así como nuevos métodos de diagnóstico no invasivos utilizados por la tecnología IRM, en constante evolución.

El sistema ActiveFU es el primer producto que surge de la ESI. Bruno Naulais, director de la ESI declaró: “Nuestra experiencia en el proyecto ActiveFU ha demostrado que la ESI puede trasladar sus ideas a la realidad, en forma de empresas reales. Esta organización respalda a empresarios, como Brunsveld van Hulten, en la creación de planes de negocio viables, en la realización de estudios de viabilidad sobre la tecnología que se va a utilizar y a la hora de llevar los proyectos a un nivel donde se atrae capital-riesgo para cofinanciar su desarrollo posterior."

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