El ultrasonido: desde el murciélago hasta la cardiología no invasiva / Ultrasound: from bats to non-invasive cardiology

Resumen Introducción: El sonido se propaga en un medio aprovechando las propiedades elásticas del mismo. El presente estudio describe la evolución de la ultrasonografía cardiaca y su aplicación en la cardiología. Materiales y métodos: Revisión descriptiva en bases documentales, se exploraron conceptos en textos electrónicos de física y fisiología, ampliando los conceptos por método de Snowball. Resultados: Siglo xviii y xix: Spallanzani reconoció la existencia de la ecolocalización en el modelo animal (murciélagos), se descubre la piezoelectricidad. Siglo xx: aplicación de la ecolocalización en el sistema SONAR y la detección de tumores cerebrales, cuerpos extraños en tejidos orgánicos y lesiones malignas en el intestino y el tejido mamario. Década de los años 50 y 60, se identificaron masas en la aurícula izquierda, inicia la descripción de la enfermedad valvular mitral; se describen los primeros ecardiogramas en modo M (movimiento). En los años 60, un transductor de elemento único permitió los ecocardiogramas intracardiacos; luego un transductor de rotación lenta permitió obtener imágenes en 2 D. En los años 80, nace la ecocardiografía transesofágica para evaluar pacientes con pobre ventana acústica; en los años 90, se introdujeron los traductores omniplanares y biplanares con capacidad Doppler y flujo en color. En los últimos años, los desarrollos de la ecocardiografía han ampliado el alcance hasta la cirugía mínimamente invasiva. Conclusiones: Grandes avances se han logrado en consecuencia con la evolución del ultrasonido en medicina, su inicio en la ecolocalización descrita en los murciélagos hasta la ultrasonografía cardiaca en 3 D, han permitido el desarrollo de nuevas no invasivas en la medicina cardiovascular.

Abstract Introduction: Sound propagates in a medium taking advantage of its elastic properties. This study describes the evolution of cardiac ultrasonography and its application in cardiology. Material and methods: Descriptive review of data bases, concepts were explored in electronic physics and physiology texts, expanding the concepts by means of the Snowball method. Results: 18th and 19th century: Spallanzani recognised the existence of echolocation in the animal model (bats); piezoelectricity is discovered. 20th century: applying echolocation in the SONAR system and brain tumour detection, foreign bodies in organic tissue and intestinal and breast tissue malignancies. 50s and 60s: masses in the left atrium were identified, mitral valve disease description begins, first M-mode echocardiograms are described. In the 60s a single element transducer allowed for intracardiac echocardiograms, later on a slow rotating transducer displayed 2 D images. In the 80s transthoracic echocardiogram is born to assess patients with a poor acoustic window; in the 90s omniplane and biplane transducers with Doppler ability and colour flow were introduced. Over the last years, development of echocardiograms have broadened their scope towards minimally invasive surgery. Conclusion: Big steps have been taken in parallel with progress of ultrasounds in the medical field, their onset in echolocation described in bats until 3 D cardiac ultrasonography have contributed to the development of new non-invasive techniques in cardiovascular medicine.

Diagnóstico cardiaco basado en la probabilidad aplicado a pacientes con marcapasos / Cardiac diagnosis based on probability applied to patients with pacemakers

Introducción: la teoría de la probabilidad permitió el desarrollo de una nueva metodología de ayuda diagnóstica del Holter. En este trabajo se aplicó este método al diagnóstico a pacientes con marcapasos. Metodología: se seleccionaron 5 Holter normales y 10 de pacientes mayores de 21 años con implante de marcapasos. Se calculó la probabilidad del número de frecuencias obtenidas en los rangos definidos, respecto a la totalidad de frecuencias obtenidas en cada Holter, durante mínimo 21 horas, cuantificando el número de rangos en cada paciente, además de estimar la diferencia entre los rangos de los dos valores de frecuencia con mayor probabilidad y la suma de las probabilidades de dichos valores. Se evaluó la probabilidad del número total de latidos por hora a partir de rangos de 250 latidos, determinando la máxima probabilidad encontrada en cada Holter y determinando el diagnóstico físico matemático con base en los parámetros establecidos en el trabajo previo. Resultados: las dinámicas con marcapasos presentaron para el parámetro de evaluación 1, un total de rangos de frecuencias que osciló entre 9 y 16, donde sólo un Holter presentó un valor superior a 14, requiriendo su evaluación con los parámetros 2 y 3, evidenciando que las dinámicas de pacientes con implante de marcapasos presentan siempre un comportamiento característico de enfermedad. Las dinámicas normales presentaron entre 16 y 21 rangos, donde sólo dos Holter presentaron valores menores o iguales a 17, los cuales al ser evaluados con los parámetros restantes fueron diagnosticados como normales. El sobrelapamiento de las probabilidades de las frecuencias cardiacas evidencia que la variabilidad de la frecuencia cardiaca no diferencia fundamentalmente normalidad de enfermedad y evolución entre éstas. Conclusión: la metodología con base en la probabilidad es adecuada para detectar el estado de anormalidad de la dinámica cardiaca de pacientes con marcapasos. (Acta Med Colomb 2012; 37: 183-191).

Introduction: the theory of probability allowed the development of a new diagnostic aid methodology of Holter. In this work we applied this method to diagnose patients with pacemakers. Methods: we selected 5 normal Holter and 10 patients over 21 years with pacemaker implantation. We calculated the probability of the number of frequencies obtained in the ranges defined with respect to the totality of frequencies obtained in each Holter, during at least 21 hours, quantifying the number of ranges in each patient, in addition to estimating the difference between the most likely two frequency value ranges and the sum of the probabilities of these values. We assessed the likelihood of the total number of beats per hour from ranges of 250 beats, determining the maximum likelihood found in each Holter and determining the physical mathematical diagnosis based on parameters established on the previous work. Instituciones: Grupo Insight: Línea de Profundización e Internado Especial: Teorías Físicas y Matemáticas Aplicadas a la Medicina - Universidad Militar Nueva Granada: Centro de Investigaciones de la Clínica del Country: Proyecto Nano Puente A-V. Results: the dynamics with pacemakers presented for 1evaluation parameter a total range of frequencies that ranged from 9 to 16, where only one holter presented a value greater than 14, requiring evaluation with 2 and 3 parameters, showing that dynamics of patients with implanted pacemakers have always a characteristic disease behavior. Normal dynamics showed ranges between 16 and 21, with only two holter showing values less than or equal to 17, which when evaluated with the remaining parameters were diagnosed as normal. The overlap of probabilities of the heart rates evidence that the heart rate variability does not differentiate essentially normality from disease, nor evolution among these. Conclusion: the method based on the likelihood is suitable for detecting the abnormality state of heart dynamics of patients with pacemakers. (Acta Med Colomb 2012; 37: 183-191).

Obtención de patrones electrocardiográficos de una ballena jorobada mediante tratamiento de imagen y señal / Electrocardiographic patterns of a humpback whale through image and signal handling

En un trabajo conjunto con el grupo de investigación Seguimiento Corazón Vía Satélite (SCVS), dirigido por el Dr. Jorge Reynolds Pombo en Colombia, se plantea el estudio del comportamiento y descripción del corazón de la ballena de forma no invasiva, desde el punto de vista eléctrico.El objetivo de este trabajo es realizar el procesamiento, caracterización y análisis de los diferentes registros electrocardiográficos de la ballena jorobada, en un entorno comparativo con el corazón humano para la obtención de un patrón electrocardiográfico mediante tratamiento de imagen y señal, usando como principal herramienta la transformada wavelet.

Estudio preliminar del ultrasonido para visualizar órganos de ballenas / Ultrasonographic preliminar study to see whale's organs

Durante nueve días en un recorrido de aproximadamente 850 kilómetros, se llevó a cabo la I Expedición de Cardiología del Velero Odyssey realizada en inmediaciones de las Islas Galápagos, Ecuador. Se efectuaron las primeras pruebas del uso del corazón de un cachalote Physeter macrocephalus a una distancia no mayor de 500 metros.

Hallazgos electrocardiográficos durante el ascenso de alta montaña sin la utilización de oxígeno registrados por el sistema de monitoría continua electrocardiográfica Holter

Se estudiaron los hallazgos electrocardiográficos de siete montañistas durante el ascenso al monte Manaslu (Nepal), por medio de monitoría continua electrocardiográfica (MCE), sin utilización de oxígeno, en alturas que oscilaron entre 3850 y 7250 m. sobre el nivel del mar. Para la valoración de la MCE se tuvieron en cuenta principalmente: frecuencia cardíaca, ritmo y conducción, alteraciones en el segmento ST y en la onda T, duración del espacio QT, forma y tamaño de las ondas T y P. Fue interesante observar que ninguno de los montañistas presentó sintomatología durante le ascenso a alta montaña, sin embargo el MCE revelo alteraciones importante tales como: bradicardias y taquicardias sinusales, extrasistolia ventricular (de LOWN 1 a V), cambios significativos de la onda T y del segmento ST, bloqueo A-V de 2 grado, disociación A-V y paros sinusales. Es de anotar que un montañista presentñ infección viral y bacteriana y en el Eco-M, bidimensional y Doppler, moderado propalso de la valvula mitral sin insuficiencia. Se quiere resaltar la importancia de utilizar un sistema como el MCE el cual permite reconocer cambios electrocardiográficos de importancia en el ascenso a la alta montaña, y por medio del cual se puede valorar y calcular los riesgos a que pueda estar expuesto un montañista en la alta montana sin la utilización de oxígeno. Queda por aclarar en el futuro si estos fenómenos electrocaridográficos hallados en el presente estudio se pueden reproducir en otros montañistas sanos, adecuadamente entrenados y sometidos a situaciones de máximo estrés (psíquico, de altura y de frío)

El electrocardiograma y fonocardiograma de la ballena jorobada (Megaptera Novaeangliae)

Se presentan los resultados del Electrocardiograma y el Fonocardiograma tomados a la ballena Jorobada (Megaptera novaeangliae), durante dos expediciones a la Isla Gorgona, en la zona del Pacífico Colombiano (2 grados 47' y 3 grados 6' N; 78 grados 6' y 78 grados 18' W) en el mes de septiembre de los años 1984 y 1985, relacionandolos con la profundidad. En nuestro laboratorio de Bogotá, se diseñaron y construyeron un dardo de frecuencia modulada (RF), un dardo de 3 canales con un transmisor de ultrasonido (TUS). Conclusiones: Hemos observado que a medida que la Ballena Jorobada se sumergía a una profundidad de 80 metros, la frecuencia cardíaca disminuía aproximadamente en un 50 por ciento. Con el fonocardiograma, no nos ha sido posible llegar a una conclusión definitiva, por cuanto no hemos podido identificar el S1 y el S2. Sin embargo, posiblemente corresponde a la turbulencia producida durante el vaciamiento del ventrículo izquierdo y el cierre de las válvulas aórtica y pulmonar