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Enf. Anest. Vol.1 Nº 1 2016
Trabajo original: Desarrollo de software de imagen aplicado a ecografía convencional para el cálculo del volumen urinario

Trabajo original: Desarrollo de software de imagen aplicado a ecografía convencional para el cálculo del volumen urinario

Enferm. anest.-reanim. ter. dolor (Internet) Vol.1 nº1 2016 / ISSN: 2529-9670

 

Autor: López, D.*, Cao, L.*; Callicó; F.*; Valero, A.**, Erta, M.*; Juanola A.*

 

*Anesthesiology Department, Teknon Medical Centre, Barcelona. España; **Biomedical engineering, EUETIB-UPC)

 

 

RESUMEN

 

Introducción y objetivos: Desde hace años los ultrasonidos se han introducido en nuestra práctica clínica, dada la información que nos aportan y sus nulas complicaciones, destacando cómo factor más limitante la destreza y habilidad del observador que realiza la técnica. Varios grupos han trabajado el uso de esta técnica para estudiar el volumen de orina, diseñando protocolos de actuación según la información obtenida. Como objetivo principal nos planteamos crear un software, que conectado a un ecógrafo convencional, permita un cálculo minucioso del volumen vesical y posibilite aplicar correctamente los protocolos de cateterización. Se pretende disminuir el error humano de interpretación de la palpación física del globo vesical, el tiempo de estancia en reanimación y maximizar el uso de los equipos de ultrasonidos ya adquiridos por los servicios de anestesiología e intensivos.Método: Nuestro servicio dispone de un equipo de ingeniería, anestesiología y enfermería de anestesia y reanimación. Para la realización de éste estudio, ha sido necesaria una formación intensiva en ecografía vesical y en el desarrollo del software. Es un estudio observacional en su fase piloto que se ha realizado en 30 voluntarios sanos entre 18 y 65 años. Los valores obtenidos con los diferentes cálculos se han comparado con el volumen de diuresis espontanea obtenida. Resultados y discusión: Asumiendo un error medio del 20% en el volumen estimado, se han obtenido resultados alentadores en ésta primera serie. El software ha analizado un 76’6% de los casos satisfactoriamente; los restantes han precisado de corrección manual. Conclusiones: El resultado del estudio piloto ha sido satisfactorio, no obstante, en la siguiente fase se debe optimizar el software para implementar con fiabilidad los protocolos de cateterización en pacientes operados. Palabras clave: Retención, catéter vesical, anestesia intradural, ultrasonido, vejiga.

 

 

ABSTRACT

 

Introduction and objective: During the last years ultrasound has become a routine practice because its sensitivity and lacking of complications. The main limiting point is that is deeply dependent on the skill of the trained nurse staff. Ultrasound imaging test has been previously used by other authors to study bladder volume to act accordingly to established urinary catheterization protocols. Our main objective is to create a new software which obtains accurate measurement of bladder volume using a conventional ultrasound device and reduce interpretation bias when using other methods of bladder examination. We also want to reduce patient stay in recovery and extend the use of ultrasounds devices to improve their cost- effectiveness. Methods: This is an observational pilot study including 30 healthy volunteers aged between 18 and 65 years old. Bladder ultrasound scanning was performed by nurses trained by anaesthesiologist and engineering team in Teknon Medical Centre. The estimated volume obtained with our new software was compared with the volume of spontaneous urination.

Results: Our software predicted bladder volume in 76.6% of the cases, assuming 20% average error in estimated bladder volume. In the rest of cases area calculation required manual adjustment. Conclusions: Preliminary data obtained in this pilot study were encouraging. Software algorithm, however, should be optimized to prove its reliability regarding our catheterization protocols in surgical patients. Key Words:  Retention, vesicle catheter, intradural anesthesia, ultrasound, bladder

 

 

INTRODUCCION Y OBJETIVOS

 

Uno de los cuidados específicos de enfermería de anestesia es la valoración de la retención urinaria1,2,3,4 durante todo el proceso perioperatorio, para evitar que el paciente presente globo vesical.

 

La literatura indica que a partir de 250-300 mililitros (ml) de volumen en la vejiga, de forma fisiológica, ausente de patologías, presenta la sensación y necesidad de evacuación5. Además, existen referencias donde se describe que se indica el sondaje, si se detecta un globo vesical de 300 a 500 ml6.

 

La retención aguda de orina (RAO) presenta una incidencia aumentada en pacientes post-quirúrgicos, sobretodo asociada a la anestesia subaracnoidea7 y al uso de opioides, entre otros factores8.

 

El gold standard establecido en la actualidad para la valoración de la RAO es la palpación física. Esta técnica presenta limitaciones objetivas en su valoración, como puede ser en pacientes de índice de masa corporal (IMC) alto, en pacientes sometidos a una cirugía bariátrica, etc. En pacientes obesos es más fácil un diagnóstico mediante la técnica de percusión del hipogastrio que la palpación física9. Este tipo de limitaciones provoca que en ocasiones se sonden pacientes en reanimación que no precisan de cateterización.

 

Desde hace años los ultrasonidos se han ido introduciendo en nuestra práctica clínica diaria, debido a que aportan información y tienen nulas complicaciones. Son muchas sus aplicaciones para el diagnóstico y la toma de decisiones, pero es importante la destreza y habilidad del observador que realiza la técnica10.

 

Varios grupos han trabajado el uso de esta técnica para estudiar el volumen de orina en la vejiga, diseñando protocolos de actuación según la información obtenida11, 12, 13, 14,15,16. Así pues, aprovechando estos estudios y que nuestro centro cuenta con un equipo multidisciplinar formado por anestesiólogos, enfermería de anestesia e ingenieros, se pretende diseñar una herramienta útil y sencilla para simplificar la decisión del sondaje vesical.

 

El objetivo principal es diseñar un software que, conectado a un ecógrafo convencional, permita un cálculo más objetivo del volumen de la vejiga, disminuyendo el error humano de interpretación en la exploración física convencional, y reduciendo los costes y tiempo de estancia del paciente en reanimación.

 

Como objetivo secundario se pretende maximizar el uso de los equipos de ultrasonidos ya adquiridos por los servicios de anestesiología e intensivos para obtener una mayor eficiencia, así como mejorar los conocimientos y recursos del equipo de enfermería.

 

 

METODO

 

Es un estudio de tipo observacional en su fase de estudio piloto que se ha realizado en 30 voluntarios sanos entre 18 y 65 años, en el servicio de anestesia del Centro Médico Teknon (grupo QuirónSalud). Los voluntarios de este estudio han sido seleccionados después de firmar un consentimiento informado del estudio (Anexo I) y una encuesta de salud (Anexo II), donde se han descartado todos aquellos participantes que presentaban patologías o cirugías previas de tipo ginecológicas, urológicas y/o abdominales. Los valores obtenidos con los diferentes cálculos se han comparado con el volumen de diuresis espontánea obtenido.

 

Para la realización de este estudio ha sido necesaria una formación intensiva en la realización de la ecografía vesical y en el desarrollo del software. La técnica ecográfíca siempre ha sido realizada por un enfermero y una enfermera de anestesia entrenados, con el fin de disminuir la variabilidad en la técnica.

 

A cada sujeto del estudio se le realizó una estimación del volumen urinario mediante técnica ecográfica, en decúbito supino justo antes de la micción. La micción espontánea se recogió utilizando un recipiente milimetrado, comparando el volumen resultante con el calculado por el software diseñado. Dado que la posible retención urinaria podría sesgar el volumen estimado, se calculó también el volumen vesical postmicción.

 

La medición se ha realizado con transductor de tipo convexo, obteniendo una visión ecográfica transversal5 con una profundidad establecida de 15cm. El protocolo a seguir para la obtención de la imagen ecográfica correcta, para el posterior cálculo, se obtiene colocando y moviendo la sonda en posición perpendicular desde la sínfisis púbica hasta el ombligo, tomando la imagen vesical visualmente más grande.

 

El criterio de sondaje, en base a la literatura6, se ha establecido a partir de un volumen calculado de 350 ml.

 

 

 

  

El programa, que se ejecuta en un ordenador, se ha dotado de una interfaz sencilla e intuitiva, que una vez obtenida la imagen (nodo vesical) con el ecógrafo interpreta y calcula el volumen de forma automática, indicando si es preciso o no el sondaje vesical.

 

El software de detección automática del volumen vesical ha sido implementado mediante MATLAB, y su toolbox de “Image Processing” se utiliza para segmentar la imagen transversal del globo vesical17,18, 19.

 

 

RESULTADOS Y DISCUSION

 

En esta primera serie se han obtenido resultados positivos para el 76% de los casos analizados, con una desviación media del 20% entre la medida del volumen real en micción espontánea y el valor estimado por el software.12,13

 

El 24% restante, en que el software no analiza correctamente, se debe a la imagen que presenta ruido ambiental, provocando una mala segmentación de los contornos laterales de la vejiga además de problemas para detectar imágenes de vejigas con volúmenes inferiores a 60 ml.

 

 

 

 

En la Figura 4 se muestra el error en porcentaje entre la micción real y el valor indicado por el software, separado en dos grupos, según el umbral de decisión de cateterización programado. También se puede observar que el error del grupo de menos de 350 ml es inferior respecto al del grupo vejigas superiores al umbral de cateterización. Esto pudiera ser debido a que el algoritmo de cálculo de volumen13 no es lo suficientemente preciso para vejigas con más de 350ml a causa del cambio de morfología del nodo vesical.

 

 

CONCLUSIONES

 

La aplicación de las nuevas tecnologías permite al equipo de enfermería nuevas líneas de trabajo en la valoración y exploración del paciente, con el fin de obtener una mayor eficiencia, y seguridad del paciente, disminuyendo los riesgos.

 

Este programa constituye una posible herramienta más en la detección de globo vesical11, y detección de oliguria en pacientes no sondados ,en los que se ha de ser cuidadoso con la administración de líquidos durante el perioperatorio y el control postoperatorio de la función renal. Estas dos alteraciones del sistema urinario durante el postoperatorio serán foco de estudio en la siguiente fase con aplicación del protocolo de detección de globo vesical y oliguria en pacientes quirúrgicos.

 

Además, el software constituye una pieza clave en la objetivación de la cateterización, con el fin de disminuir su incidencia y toda la comorbilidad y aumento de costes que esto significa.

 

Con esos alentadores resultados, nos planteamos mejorar el software tanto para corregir los casos que no analiza, como para intentar reducir el error de micción estimada.

 

 

BIBLIOGRAFIA

 

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  2. Cassadó L. Estudio ecográfico uretrovesical introital comparativo entre mujeres con incontinencia urinaria de esfuerzo por hipermovilidad uretral y mujeres continentes, valoración de variables ecográficas discriminatorias [Tesis doctoral]. Barcelona: Departament de Pediatria, d’Obstetrícia i Ginecologia i de Medicina Preventiva, Universitat Autònoma de Barcelona; 2010.
  3. Álvarez C, Cortés J, Gómez C, Fernández J, Sossa M, Beltrán F et al. Guías de práctica clínica para la prevención de infecciones intrahospitalarias asociadas al uso de dispositivos médicos. Infectio. 2010;14(4):292-308.
  4. Baldini G, Bagry H, Aprikian A, Carli F, Phil M. Postoperative Urinary Retention: Anesthetic and Perioperative Considerations. Anesthesiology. 2009;110:1139-57.
  5. Hoffer M. Curso Básico de ecografía (5a edición): Editorial Médica Panamericana; 2006.
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  7. Castañeda-Díaz MPoma-Ortíz J. Infecciones intrahospitalarias: Un círculo vicioso. Rev Med Hered. 2012;22(4).
  8. Joelsson-Alm E. Bladder Distension, Aspects of a healthcare-related injury. Stockholm: Karolinska Institutet; 2012.
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  10. Khandpur RS. Handbook of Biomaterials Instrumentiation: Technology and Applications. Tata McGraw-Hill Education; 2003.
  11. Mortensen H, Jakobsen K, Edmund J, Juhler-Nøttrup T, Nordentoft I. EP-1625: Validation of an ultrasound bladder scanner in the workflow of treatment planning. Radiotherapy and Oncology. 2015;115:S890-S891.
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  16. Sadek S, Hossain M, Akther H, Sikdar A. Comparison Of Urinary Bladder Volume In Children Using Suprapubic Ultrasonic Bi-Planner Technique With Voided Urine Volume. J Dhaka Natl Med Coll Hosp. 2012;17(2).
  17. Liang C, Wei T, Chang S, Hsieh C. Bladder Volume Determination: Two- dimensional Versus Three-dimensional Transvaginal Ultrasound. Taiwanese Journal of Obstetrics and Gynecology. 2009;48(3):258-261..
  18. Dong Y. Review of Otsu Segmentation Algorithm. AMR. 2014;989- 994:1959-1961.
  19. Noble JA, Boukerroui D. Ultrasound Image Segmentation: A Survey. IEE Transactions on Medical Imaging. 2006; 25(8):987-1010.

 

ANEXO I

 

HOJA INFORMACIÓN PARTICIPANTE

 

Estudio ECOVOLUMEN: Desarrollo de software de imagen aplicado a ecografía convencional para el cálculo del volumen urinario.

 

Participante

 

Introducción

 

Se le propone participar en un estudio observacional. Consiste en realizar una medición ecográfica en el abdomen para calcular el volumen urinario que tiene su vejiga. El ecógrafo es una prueba nada invasiva y sin dolor. Tan solo consiste en colocar una sonda de ecógrafo en el abdomen/pubis con un gel conductor. La exploración con ecografía es inocua y está exenta de complicaciones.

 

Por favor lea atentamente la información de este documento que le presenta el investigador principal y asegúrese de haberla comprendido bien.

 

Las imágenes y los datos serán codificados y solo serán utilizados para investigación, salvaguardando la confidencialidad y privacidad de estos.

 

Por favor, firme el consentimiento informado si está de acuerdo en participar en el estudio. Usted es libre de participar en el estudio y puede revocar el mismo en cualquier momento. Tras firmar el documento recibirá una copia del mismo.

 

Objetivo

 

Estudiar la posible retención urinaria mediante la visualización de un ecógrafo y la exploración física.

 

Participación voluntaria

 

Usted es completamente libre de elegir participar o no en el estudio, y su decisión no influirá en la atención médica que recibirá.

 

Número de pacientes y duración estimada de su participación

 

En este estudio se prevé la participación de más de 30 participantes. Usted participará en el estudio sin que esto le suponga ninguna visita médica añadida: Valoración de los parámetros físicos de la vejiga urinaria.

 

Procedimientos del estudio

 

Durante la participación en el estudio el paciente se realizará la valoración de la vejiga urinaria con ecografía, y las imágenes de la vejiga y datos obtenidos, se mantendrán en una base de datos codificada y confidencial.

 

Pará la comprobación de la medición ecográfica tendrá que realizar micción espontánea en un recipiente milimetrado. Después de la micción espontánea, volveremos a hacer una segunda medición ecográfica. El procedimiento no tardará más de 10 minutos aproximadamente.

 

Beneficios y riesgos esperados

 

El estudio se centra en la investigación de la valoración de la retención urinaria mediante ecografía versus exploración física, con el objetivo de aportar beneficios con la ecografía, en pacientes con una mayor dificultad, mediante exploración física. Esto último, será de gran interés para los futuros pacientes, pues conocerán con mayor precisión las necesidades para valorar con ecografía o exploración física determinando una mayor eficacia y eficiencia.

 

No se espera ningún riesgo fuera de los habituales, de realizar una exploración física del abdomen/pubis mediante palpación El hecho de entrar en este estudio condiciona a utilizar un ecógrafo, tampoco se espera que reciba ningún beneficio adicional por participar en el estudio

 

Confidencialidad

 

Si usted decide participar en este estudio, debe saber que serán utilizados algunos datos clínicos como: los parámetros de valoración de la vejiga urinaria, sexo, edad, peso e imágenes de la vejiga urinaria para su posterior análisis, los cuales serán incorporados a una base de datos informatizada codificada sin su nombre.

 

Sus documentos médicos podrán ser revisados por personas dependientes de las Autoridades Sanitarias, miembros de comités éticos independientes y otras personas designadas por ley para comprobar que el estudio se está llevando a cabo correctamente.

 

Sus datos serán objeto de un tratamiento disociado, de modo que la información que se obtenga no pueda asociarse a la persona identificada o identificable. Todos sus datos se mantendrán estrictamente confidenciales y exclusivamente su médico conocerá su identidad. Ningún dato personal que permita su identificación será accesible a ninguna persona que no sea su médico, ni podrán ser divulgados por ningún medio, conservando en todo momento la confidencialidad médico-paciente. Durante la realización del estudio, usted podrá en todo momento ejercer su derecho de acceso, rectificación, cancelación y oposición a sus datos ante el investigador, tal como establecen el Real Decreto 1720/2007 y Ley Orgánica de Protección de Datos de Carácter Personal 15/1999.

 

Preguntas / Información:

 

Si desea hacer alguna pregunta o necesita alguna aclaración relacionada con el estudio, por favor, no dude en ponerse en contacto con:

 

Investigador Principal.:................................ Teléfono:.....................................

 

CODIGO PARTICIPANTE:

 

FORMULARIO DE CONSENTIMIENTO INFORMADO

 

ECOVOLUMEN: Estudio valoración retención urinaria con ECOGRAFIA.

 

Yo, ________________________ (Nombre y apellidos del paciente en mayúsculas) Declaro bajo mi responsabilidad que:

 

  • He leído la hoja de información que se me ha entregado.
  • He podido hacer preguntas sobre el estudio.
  • He recibido la información suficiente para poder evaluar mi participación en el estudio.
  • Comprendo los objetivos del estudio así como las condiciones en las que se llevará a cabo.

 

He hablado con el/la investigador/a principal________________________________

(Nombre del investigador) 

 

Comprendo que mi participación es voluntaria.

Comprendo que puedo retirarme del estudio:

 

  • Cuando quiera.
  • Sin tener que dar explicaciones.
  • Sin que ello repercuta en mis cuidados médicos posteriores.
  • Por todo ello presto libremente mi conformidad para participar en el estudio y doy mi consentimiento para el acceso y utilización de mis datos en las condiciones detalladas en la hoja de información.

 

Fecha: _______________ Fecha: _______________

 

Firma paciente: __________________ Firma investigador/a: ___________

 

 
 

ANEXO II

 

Encuesta básica de salud (estudio ECOVOLUMEN)

 

Código participante: P1

 

Datos antropométricos.

 

Edad: Sexo: Peso: Talla:

 

Problemas de salud

 

Fumador SI (cantidad al día de cigarrillos)/NO: 

 

ALERGIAS (medicamentosas/alimentarias): 

 

Problemas cardiovasculares. NO/ SI (indicar tipo): 

 

Problemas respiratorios NO/ SI (indicar tipo): 

 

Problemas renales NO/ SI (indicar tipo):

 

Patología hepática NO/ SI (indicar tipo):

 

Patología urológica NO/ SI (indicar tipo):

 

Patología ginecológica NO/ SI (indicar tipo):

 

Cirugías previas NO/ SI (indicar tipo):

 

Tratamiento farmacológico habitual NO/ SI (indicar tipo):