Ciencia España , Valladolid, Lunes, 24 de febrero de 2014 a las 17:35

Matemática cardiovascular: el papel de las simulaciones en la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades

El investigador del Centro Vasco de Matemáticas Aplicadas Luca Gerardo Giorda imparte una conferencia en el Instituto de Matemáticas de la Universidad de Valladolid

Cristina G. Pedraz/DICYT En el campo de la biología de sistemas, cuando se habla de experimentación se utilizan tradicionalmente los términos “in vivo” e “in vitro” para hacer referencia a estudios realizados en organismos vivos o fuera de organismos vivos, respectivamente. En la actualidad, y debido al gran desarrollo que ha experimentado en los últimos años la simulación computacional, se habla también de estudios “in silico” en relación a los modelos matemáticos y herramientas bioinformáticas que permiten predecir el comportamiento de un sistema.


En el campo concreto de las enfermedades cardiovasculares, las matemáticas juegan un importante papel. Tanto que se puede hablar de matemática cardiovascular, como señala el investigador del Centro Vasco de Matemáticas Aplicadas (BCAM, por sus siglas en inglés) Luca Gerardo Giorda, quien imparte hoy la primera de las conferencias del ciclo MatMed: Matemáticas y Medicina que organiza el Instituto de Matemáticas de la Universidad de Valladolid (IMUVa).


Según ha explicado a DiCYT, la idea de la matemática cardiovascular “es tratar de modelizar matemáticamente y simular con el ordenador lo que pasa por dentro del sistema circulatorio de un individuo, para detectar si existen anomalías, tratar de comprender qué está pasando si algo no funciona bien y también de diseñar y optimizar determinadas intervenciones y tratamientos”.


Se trata, pues, de poner las herramientas matemáticas al servicio de la mejora de la evaluación de un paciente por parte de un médico. “Por ejemplo, podemos simular cómo circula la sangre dentro de las arterias y analizar si hay zonas donde se produce una recirculación, lo que significa que la velocidad de la sangre es baja y se pueden depositar cúmulos de partículas, que son un problema para la salud ya que pueden originar trombos o placas ateroscleróticas”, detalla.


Para realizar estas simulaciones computacionales los matemáticos emplean imágenes médicas, como las resonancias magnéticas, y un software, lo que permite construir la geometría tridimensional específica de cada paciente. “Las enfermedades cardiovasculares son responsables del 28 por ciento de las muertes en los países desarrollados y generan importantes costes en la sanidad pública, por ello, todo lo que puede mejorar el tratamiento de una enfermedad cardiovascular es muy importante”, apunta el experto, quien hace hincapié en las ventajas de este tipo de herramientas. “Por ejemplo, si hay que realizar un bypass o insertar un stent, la forma en que va a conectarse a la arteria es muy importante ya que modifica el flujo de la sangre. Todo esto se puede simular en el ordenador, modificar los parámetros y que el cirujano observe cuál es la mejor forma de hacerlo antes de intervenir al paciente”, señala.


Por otro lado, existen trabajos que tratan de estudiar el comportamiento eléctrico del corazón, una línea de investigación en la que profundiza actualmente Luca Gerardo Giorda. “Trabajo en la electrofisiología del corazón, en la identificación de los parámetros de conductividad y en el desarrollo de algoritmos eficientes para simular el comportamiento del corazón. Las ecuaciones que describen la propagación de la señal eléctrica en el corazón son muy difíciles de solucionar y necesitamos algoritmos fiables, robustos y rápidos para hacer este tipo de cálculo”, asegura.


De este modo, las simulaciones numéricas constituyen una nueva herramienta relevante para la comprensión de patologías, el diseño de nuevos dispositivos y la optimización de las terapias relacionadas con las enfermedades cardiovasculares, en conjunción con los tradicionales estudios “in vivo” e “in vitro”.

 

 

 

Ciclo de conferencias MatMed
El Instituto de Matemáticas de la Universidad de Valladolid (IMUVa) ha organizado del 24 al 27 de febrero el ciclo de conferencia MatMed: Matemáticas y Medicina que incluye cuatro charlas en las que se abordarán algunos de los campos en los que las Matemáticas colaboran con la Medicina para procurar un mayor y más rápido desarrollo del conocimiento sobre tratamientos, evolución o detección de enfermedades. Los campos que se van explorar esta semana son el sistema cardiovascular, la oncología matemática, la biomecánica de los huesos y la epidemiología, ejemplos de la interacción existente entre ambos campos.