Corazón virtual para estudiar las arritmias

Levante-EMV, Valencia
Científicos del Instituto Interuniversitario de Investigación en Bioingeniería y Tecnología Orientada al Ser Humano de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) han desarrollado un corazón virtual para estudiar los mecanismos básicos que generan las arritmias cardiacas y mejorar así su tratamiento.
El equipo de científicos, que codirigen los investigadores José María Ferrero Loma-Osorio y Javier Sáiz Rodriguez, ha recreado un corazón virtual a través de una simulación por ordenador en tres dimensiones que permite conocer hasta el más mínimo detalle de lo que ocurre en cada célula del órgano.
Los resultados de esta investigación fueron publicados el año pasado en la revista Annals of Biomedical Engineering.
El corazón virtual que se ha reconstruido a partir de complejos sistemas de ecuaciones matemáticas, simula el comportamiento eléctrico del órgano vital.
El coordinador del proyecto, José Mª Ferrero, declaró: "El corazón es un tejido biológico, pero si lo analizas desde el punto de vista de la ingeniería, se trata de un aparato eléctrico y mecánico; de hecho, una arritmia no es más que un desorden eléctrico del funcionamiento del corazón".
Con la ayuda de médicos, electrofisiólogos y cirujanos del Hospital Clínico de Valencia y del Hospital General de Valencia, los investigadores de la UPV estudiaron los principios básicos del funcionamiento del corazón y los tradujeron en complejos sistemas de ecuaciones matemáticas.
A partir de estas ecuaciones, generaron el programa que permite simular en tres dimensiones el corazón y los diferentes comportamientos anómalos en su funcionamiento. Gracias a él, se puede obtener una descripción totalmente detallada de cómo está funcionando cada célula del corazón, su potencial eléctrico, las corrientes iónicas... etc.
Los investigadores de la UPV han desarrollado un modelo matemático, geométrico y anatómico de las aurículas y ventrículos. Además, la herramienta informática incluye la programación de todos los sistemas de ecuaciones que expresan el funcionamiento eléctrico de las aurículas y ventrículos.
"Con un modelo de este tipo puedes relacionar lo que está pasando en lo microscópico, que es la célula, con lo que está pasando en lo macroscópico, que es el corazón y de este modo, podemos comprender mejor el origen, mantenimiento y fin de las arritmias, complementando la información que se obtiene en los experimentos en laboratorio realizados por los electrofisiólogos", señaló Ferrero.
El estudio se ha centrado fundamentalmente en las arritmias por reentrada, que aparecen casi siempre como consecuencia de una isquemia, que se produce cuando hay una parte del corazón a la que deja de llegarle sangre, justo lo que ocurre antes de un infarto de miocardio.
Ferrero señaló que, tras estudiar cómo evoluciona la probabilidad de que un paciente sufra una arritmia desde el instante mismo en que se produce la oclusión coronaria y en los primeros diez minutos, se ha observado con el corazón virtual algo que experimentalmente también se sabe: "la probabilidad de que aparezcan arritmias sube y luego baja".
Los investigadores estudian también el efecto de mutaciones en los genes. Según explica Ferrero, hay individuos que tienen determinadas mutaciones en sus genes que les hace ser más propensos a sufrir arritmias.