Prototipo de Litotricia Extracorpórea por Vórtices Acústicos (LITHOVORTEX)

Proyecto de transferencia financiado con fondos públicos.

Datos del proyecto:

Título (Acrónimo): Prototipo de Litotricia Extracorpórea por Vórtices Acústicos (LITHOVORTEX).

Investigador Principal: Noé Jiménez.

Beneficiario: Universitat Politècnica de València (Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular).

Entidad Financiadora: Agencia Valenciana de la Innovación. Generalitat Valenciana. Cofinanciado con Fondos Europeos.

Programa: Valorización y transferencia de resultados de investigación a las empresas.

Línea: L1. Valorización, transferencia y explotación por las empresas de resultados de I+D.

Referencia: INNVA1/2022/37

Cantidad Financiada: 250.000,00 €

Periodo de Ejecución: 2022 – 2024

Objetivos

Los cálculos renales y biliares son una patología común, que se trata comúnmente mediante la fragmentación de las piedras empleando ondas mecánicas de choque extracorpóreas, tratamiento que presenta serios inconvenientes porque frecuentemente produce graves daños a los tejidos circundantes y diversas complicaciones mayores y menores. Por ello, existe una fuerte demanda de alternativas más seguras, inocuas y no invasivas.

En este proyecto se desarrollará un prototipo litotriptor funcional, y demostraremos su eficacia para fragmentar cálculos renales en un entorno relevante. En particular, empleando el prototipo, el proyecto demostrará la fragmentación de cálculos humanos, extraídos mediante cirugía e implantados en el interior de un riñón animal. Ello permitirá evaluar la ausencia de daños mecánicos o térmicos en los tejidos con esta nueva tecnología. La prueba de ejecución del proyecto es el prototipo físico y tangible.

El objetivo del proyecto LITHOVORTEX es el desarrollo de un prototipo litotriptor basado en vórtices ultrasónicos para la fragmentación eficiente de cálculos renales.

El dispositivo está compuesto por un emisor de ondas ultrasónicas capaz de generar un vórtice acústico de media intensidad. La principal innovación es el empleo de un haz de vórtice ultrasónico para producir la fragmentación de los cálculos de manera altamente eficiente. Cuando el haz de vórtice se focaliza sobre los cálculos, como los renales o biliares, produce torques, esfuerzos de cizalla y elevadas tensiones internas que fragmentan dichos cálculos de manera mucho más eficiente que las técnicas actuales. Puesto que la generación de esfuerzos de cizalla es más eficiente empleando haces de vórtice, las amplitudes del campo ultrasónico necesarias para fragmentar los cálculos son mucho menores que en las técnicas de litotricia por onda de choque extracorpórea actuales, minimizando de esta manera los efectos indeseados sobre los tejidos blandos como hemorragias en tejidos circundantes o daños por cavitación.

Resultados

Prototipo:

En esta sección se publicarán los resultados del prototipo litotriptor. Presentamos a continuación un diseño esquemático del sistema basado en un array de transductores piezoeléctricos con retardo de fase sectorial para controlar la carga topológica del haz de vórtice.

Publicaciones:

• N. Jiménez, E.M. González-Mateo, J.M. Benlloch, F. Camarena. “Reflectors for Therapeutic Vortex Beam Generation”. ISTU 2022: 21th International Symposium for Therapeutic Ultrasound. Toronto, Canada. 7 – 10 June 2022. Conference proceedings, International Society for Therapeutic Ultrasound, European Focused Ultrasound Charitable Society.

• N. Jiménez, E.M. González-Mateo, F. Camarena. “Reflectores Helicoidales para la Focalización de Vórtices Acústicos de Alta Intensidad”. Tecniacústica 2023: 54º Congreso Español de Acústica. Cuenca, Spain. 18-20 October 2023, Conference proceedings, Sociedad Española de Acústica, ISBN: 978-84-87985-32-4