- Se busca diseñar sistemas interactivos con interfaz computacional para visualizar estas anomalías, estudiar sus orígenes y proponer formas de control
El Síndrome de Brugada es una enfermedad cardiaca de origen genético que representa la primera causa de muerte súbita en México; ataca principalmente a jóvenes de entre 20 y 30 años de edad. A partir de modelos matemáticos, en la BUAP se estudia este padecimiento para encontrar un tratamiento.
“Queremos investigar el sustrato genético que provoca esta enfermedad y su manifestación electrocardiográfica, así como las formas en las que podría ser controlado para evitar que una persona presente una actividad arrítmica que le provoque una fibrilación y la muerte súbita”, indicó Andrés Fraguela Collar, coordinador del Centro Multidisciplinario de Modelación Matemática y Computacional (CEMMAC).
Este trabajo se realiza en la línea de investigación Modelación Matemática y Computacional en Electrocardiología y el Sistema Cardiovascular del CEMMAC, por lo que los investigadores buscan proponer estrategias para prevenir o controlar las arritmias provocadas, diferentes a los medicamentos. Un ejemplo es la ablación con catéter: “En el corazón hay un área llamada tracto de salida del ventrículo derecho que es la zona generadora de la actividad maligna del padecimiento, por lo que la idea es quemar la pared ventricular en esa región anómala”, explicó.
Sin embargo, en esa área la pared del músculo cardiaco mide aproximadamente 4 milímetros, por lo que cada punto de ablación producido por la punta del catéter genera una pérdida de tejido de un milímetro de diámetro y un milímetro de profundidad (una cuarta parte de la profundidad del tejido), lo cual resulta riesgoso para el paciente.
“Determinar en qué zonas específicas del tracto de salida se deberían hacer las ablaciones y la cantidad mínima de puntos de ablación para cada paciente, es un problema empírico desde el punto de vista médico, pero desde un enfoque basado en modelos matemáticos es posible obtener conclusiones que sirva a los cardiólogos para hacer este procedimiento, de una manera más precisa y segura”, afirmó.
El experto precisó que la medición de la actividad eléctrica del corazón proporcionada por el ECG provee información importante, que junto con los modelos matemáticos y resolviendo cierto tipo de problemas inversos, les permite visualizar de manera no invasiva la actividad eléctrica del corazón.
Esta problemática requiere del desarrollo de teorías matemáticas muy complejas asociadas al análisis de sistemas que son muy sensibles a los errores de medición, como ocurre en este caso cuando se quiere determinar el origen de la anomalía que produce el Síndrome de Brugada para eliminarla.
Este estudio se desarrolla en estrecha colaboración con instituciones nacionales y extranjeras, como el Instituto Nacional de Cardiología “Ignacio Chávez”, el Center for Arrhythmia Research Faculty de la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, el Equipo de investigación CARMEN (Modélisation et calculs pour l’electrophysiologie cardiaque) de INRIA y el Institut Hospitalo-Universitaire de investigación LYRIC, ambos con sede en Burdeos, Francia, entre otros.
Asimismo, Andrés Fraguela dio a conocer que actualmente se trabaja en el diseño de un sistema computarizado que permita analizar patrones electrocardiográficos digitales y así determinar las posibles anomalías de la actividad eléctrica cardiaca de una persona.
Todavía quedan por resolver algunos problemas teóricos y numéricos, así como varios aspectos prácticos, fundamentalmente relacionados con el escaneo del volumen del torso de un individuo, junto con la ubicación de sus órganos interiores, para diseñar un prototipo que apoye a los cardiólogos, lo cual es el objetivo de los investigadores a mediano plazo.
El estudio del cerebro
Por otro lado, el especialista en Ciencias Físico Matemáticas mencionó que en el CEMMAC también estudian la línea de investigación de Modelación Matemática y Computacional en Electroencelografía y el Sistema Nervioso Central; en dicha área se cuenta con una base de datos que les permite diseñar algoritmos para identificar actividades anómalas del cerebro y buscar sus probables causas.
Asimismo, se trabaja en la creación de una plataforma para la captura y visualización de información electroencefalográfica, electrocardiográfica y de oxigenación, que a través de video permita establecer correlaciones entre ellas, con aplicaciones terapéuticas.
También se han desarrollado, a través de la impresión 3D, modelos físicos del cerebro con geometrías reales y se han elaborado geles para simular el líquido fisiológico del cerebro, con el objetivo de validar experimentalmente los algoritmos teóricos de identificación de fuentes obtenidos por investigadores del CEMMAC, entre otros proyectos.
Los modelos matemáticos que surgen de estas líneas de investigación servirán para el establecimiento de tratamientos terapéuticos y el diseño de nuevos equipos que les permitan a los especialistas visualizar de una mejor forma la actividad del cerebro y del corazón.