Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en los países desarrollados y en vías de desarrollo, incluyendo Chile. Por eso, la posibilidad de mejorar los resultados clínicos es una preocupación para las ciencias, incluyendo las matemáticas, y de Cristóbal Bertoglio, investigador del Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile (CMM). Este ingeniero recién llegado desde la Universidad Técnica de Múnich al CMM está ahondando en las potenciales aplicaciones que el modelamiento matemático puede ofrecer.
El 10 de abril, frente a una audiencia compuesta principalmente por académicos del CMM además de estudiantes de Ingeniería y Medicina, Bertoglio dio una charla introductoria al tema. Ahí, partió explicando las bases del funcionamiento del corazón. Este músculo se activa a través de impulsos electroquímicos que mueven ventrículos y aurículas para empujar la sangre hacia los pulmones, donde es depurada, y, luego, hacia el resto el cuerpo.
La modelación matemática trata de replicar esta dinámica química y física del corazón. Así, estos modelos podrían utilizarse para tener mejores terapias, como en el caso de la arritmia auricular. En algunos corazones, se producen estímulos eléctricos adicionales que alteran su contracción normal. Para evitar que estas distorsiones se propaguen, se quema el tejido cardiaco. El dilema para el médico es dónde intervenir: cauterizar más o menos regiones del músculo. Hoy, entra con un catéter y elije quemar entre ciertos lugares preestablecidos en la aurícula. Con los modelos matemáticos, se podrían calcular de antemano el impacto de las diferentes opciones para cada paciente y así focalizar la terapia para cauterizar una menos tejido.
Otra terapia que podría verse beneficiada por el modelamiento matemático es la resincronización cardiaca o uso de marcapasos. Este aparato no solo sincroniza los latidos del corazón: también estimula que recupere su forma y función de bombeo normal. Sin embargo, falla en el 30% de los casos.
“Si uno ve las operaciones donde instalan los marcapasos, se coloca la sonda donde primero pueden estimular y ven que se propaga el estímulo. Una de las ideas de la modelación es tratar de mejorar eso con criterios más físicos”, explica Bertoglio. “Otra es intentar predecir si un lugar de estimulación va a permitir que el corazón vuelva a su mejor forma. Estos son procesos regulados a nivel del cuerpo completo, donde el cuerpo mide los flujos, la presión y va acomodando y le va indicando al corazón que haga una cosa u otra”.
Los exámenes también podrían ser más completos. Podrían, por ejemplo, utilizarse biomarcadores como los que hoy se usan en los exámenes de sangre. En estas mediciones, los niveles de ciertas sustancias indican la presencia de enfermedades. Asimismo, comparando los modelos matemáticos con mediciones, se podrían analizar propiedades de los tejidos, como por ejemplo su rigidez y contractilidad, y así intentar detectar procesos biológicos que no son posibles de determinar actualmente en los exámenes.
“Hay que encontrar aplicaciones donde los médicos tengan opciones para el tratamiento. Si existe sólo una, el modelamiento solo es capaz de reproducir lo que los médicos pueden observar y tiene menos posibilidades de aportar”, concluye Bertoglio.
