por Enrique Mezquita
Las afecciones cardiacas están entre las principales causas de mortalidad en los países occidentales, pero el corazón es un órgano difícil de estudiar in vivo. Por ello, un grupo de investigadores han desarrollado un modelo de simulación virtual 3D que permite recrear las arritmias.
El corazón es un tejido biológico, pero desde el punto de vista de la ingeniería puede considerarse un aparato eléctrico y mecánico. Y en esta visión, las arritmias se convierten en desórdenes eléctricos en su funcionamiento. Siguiendo esta línea, el Instituto Interuniversitario de Investigación en Bioingeniería y Tecnología Orientada al Ser Humano (I3BH) de la Universidad Politécnica de Valencia y el Grupo de Estructuras y Modelado de Materiales de la Universidad de Zaragoza han desarrollado una compleja simulación en 3D del corazón que, a través del análisis de su comportamiento eléctrico, permite estudiar los mecanismos básicos que generan las arritmias y las posibles vías de mejora de las terapias o abordajes actuales. Según José María Ferrero, investigador del Grupo de Bioelectrónica del I3BH, que ha coordinado el proyecto, este auténtico corazón virtual "es fruto del desarrollo de complejos sistemas de ecuaciones matemáticas y del trabajo multidisciplinar de electrofisiólogos, ingenieros, matemáticos y clínicos".
Proceso
Con la ayuda de profesionales de los hospitales Clínico y General Universitario de Valencia, los investigadores de la UPV estudiaron los principios básicos del funcionamiento del corazón, traduciéndolos a complejos sistemas de ecuaciones. Posteriormente desarrollaron un modelo matemático, geométrico y anatómico de las aurículas y ventrículos, que permite simular en tres dimensiones el corazón y los resultados y efectos de diferentes comportamientos anómalos. Para ello, la herramienta informática incluye la programación de todos los sistemas de ecuaciones que expresan su funcionamiento eléctrico. Gracias a este proceso se puede obtener una descripción totalmente detallada de cómo está funcionando cada célula del corazón, cuál es su potencial eléctrico, las corrientes iónicas, etc.
Mutaciones genéticas
Los estudios se centran en las arritmias por reentrada, que aparecen casi siempre como consecuencia de una isquemia, y en el análisis de las mutaciones genéticas con mayor efecto proarrítmico. A modo de ejemplo, el trabajo en el segundo ámbito se basa en incluir modificaciones derivadas de mutaciones genéticas en las ecuaciones del funcionamiento eléctrico del corazón. De esta manera "se pueden simular las arritmias y ver qué mutaciones tienen un mayor efecto proarrítmico". A corto y medio plazo, ha señalado Ferrero, "será una herramienta de gran utilidad para la industria farmacéutica, ya que podrá ensayar el efecto proarrítmico o antiarrítmico de cualquier fármaco antes de iniciar la fase experimental". Además, los conocimientos adquiridos con ella permitirán optimizar las intervenciones de los cirujanos cardíacos, con especial impacto en el terreno de las fibrilaciones auriculares, las arritmias con mayor incidencia, sobre todo en mayores de 65 años.
A largo plazo este proyecto tiene dos grandes retos: la implantación en la clínica diaria y la personalización del corazón virtual. Ferrero ha señalado que "el sistema requiere tiempo y ordenadores muy potentes", y la posibilidad de acercarlo a la consulta del cardiólogo o al quirófano y de conseguir que el corazón virtual represente el de un paciente concreto "depende de los avances y el desarrollo de la técnica y el aumento de la potencia de cálculo de los sistemas informáticos".
Diario Médico 23/3/2008
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