Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-UBA   AÑO 14 - NÚMERO 514   VIERNES, 8 DE OCTUBRE DE 2004

Diseñó un programa que "simula" la fricción sanguínea
Pablo Luna, primer egresado de Ingenieria en Computación de la Universidad Favaloro

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.

Por Fabiola Czubaj (*)

  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."

(*) Diario La Nación.