A los 24, diseñó un
programa que "simula" la fricción sanguínea
Puede
ayudar a prever dónde, en una arteria, se producirán depósitos de grasa
· Pablo Luna será el primer egresado
de la carrera de Ingeniería en Computación de la Universidad Favaloro
· El modo en que fluye la sangre
incide en la formación de ateromas
Un estudiante de
ingeniería logró por primera vez simular por computadora la interacción de la
sangre con la pared de la arteria coronaria izquierda en pacientes con riesgo
cardiovascular. Esta "copia" en tres dimensiones del roce del flujo
sanguíneo permitirá proyectar y prevenir la formación de depósitos de grasa en
una arteria del corazón responsable de la angina de pecho o del infarto agudo
de miocardio.
Junto con un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid,
Pablo Luna, de 24 años, diseñó un modelo informático capaz de simular de manera
real en qué puntos de la coronaria es probable que una persona desarrolle
ateroesclerosis, según la viscosidad y la velocidad con que fluye su sangre.
"Simulé el comportamiento sanguíneo en la arteria y qué pasa con la pared,
justo donde se divide en dos: la [arteria] circunfleja y la descendente
anterior, porque es allí donde mejor se visualiza cuando la coronaria se
enferma, se vuelve más rígida o se tapa, lo que produce el infarto de
miocardio", explica Pablo sobre la tesis que, a fin de año, lo convertirá
en el primer egresado de la carrera de Ingeniería en Computación, con
orientación biomédica, de la Universidad Favaloro.
Por medio de esta herramienta, que imita la calidad de la sangre y la geometría
arterial de un paciente, los especialistas podrían proyectar los efectos de un
grupo de glóbulos blancos, los monocitos. Ellos circulan en la sangre y tienen
la capacidad de migrar al interior de la pared arterial y transformarse en
células que acumulan materias grasas. Con el tiempo, esas células forman placas
ateroscleróticas que "taponan" la arteria y, si se rompen, pueden
formar coágulos.
"El objetivo de este desarrollo es que un médico pueda introducir en la
computadora datos de la geometría de las arterias del paciente y simule el
flujo para poder predecir una posible enfermedad o ver su evolución y hacer
prevención", señala. Estos resultados se presentarán en el XXII Congreso
Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica, que se realizará en
noviembre en Galicia, organizado por la Universidad de Santiago de Compostela,
la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica y la Federación Internacional de
Ingeniería Médica y Biológica. La diferencia de este programa con los programas
comerciales que en el último año incluyeron la interacción fluido-pared es que
los resultados en pantalla son más próximos a la realidad y se obtienen de
forma más económica.
En construcción
Construir cada simulación de la bifurcación de la coronaria lleva seis horas de
trabajo, que consiste en utilizar complejos cálculos matemáticos para
"tejer" con cubos diminutos una malla según la geometría de una
arteria, que se obtiene con el ultrasonido intravascular (Ivus) y la
angiografía. Luego se miden el caudal sanguíneo, la presión y las
características de la pared para generar el volumen exacto de sangre que
atraviesa la arteria.
"Hacerlo bien lleva el 40% del tiempo, y se hace a mano -señala Pablo-. Al
programa se le da una serie de puntos con coordenadas y hay que decirle cuáles
son la pared y cómo debe moverse el líquido, ya que la arteria no es rígida,
sino que con el paso de la sangre se va deformando", explica. Todos estos
datos se ingresan en la computadora y como resultado se obtienen indicadores de
la progresión de la enfermedad en una imagen en tres dimensiones de la
bifurcación arterial, que se puede girar o voltear.
"Cuando probamos la primera simulación, para la que tardé una semana, el
líquido no salió. Tuvimos que buscar en archivos enormes dónde estaba el error
y pasó un mes y medio para ver el primer resultado que me dejara
conforme", cuenta sobre el momento que compartió con el doctor José María
Goicolea, jefe de investigación del grupo español; el profesor Felipe Gabaldón,
y el ingeniero Francisco Calvo. Todos trabajan en el Proyecto Motrico, de
estudio del modelado tridimensional de las arterias coronarias, con una beca
otorgada por el gobierno español.
La manera en la que la sangre pasa por las arterias (efecto de rozamiento) es
un índice importante para proyectar clínicamente la formación de ateromas.
Hasta ahora, la posible ubicación y evolución de esas placas era sólo una
aproximación a la realidad. "Lo que se hacía -resume Pablo- era pensar que
se tenía un tubo del mismo radio, sin cambios en su estructura, y se idealizaba
la realidad mediante un valor matemático que se hallaba para ese radio."
Las cualidades de la dinámica de un fluido están descriptas por un conjunto de
cálculos matemáticos sin solución posible, conocidos como "ecuaciones de
Navier-Stocks". El nuevo método permite hallar una solución. "Hasta
ahora esas ecuaciones se simplificaban y, por lo tanto, no había imperfecciones
del flujo ni de las paredes como realmente ocurre -agrega-. La ventaja de esta
simulación es que se obtiene un resultado personalizado para toda la geometría
arterial."
personalizado para toda la geometría arterial."
Por Fabiola Czubaj
De la Redacción de LA NACION