Simulación de la mecánica cardiaca
Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo. El infarto de miocardio o ataque cardiaco, que provoca una necrosis generalmente irreversible del músculo cardiaco debido a la falta de riego sanguíneo, es el principal desencadenante de estas enfermedades. El proyecto financiado con fondos europeos COMPCARDMECH (Computational tools for cardiac mechanics) se puso en marcha para estudiar las enfermedades cardiacas mediante modelos teóricos, nuevas técnicas radiológicas y modernas herramientas de simulación. El objetivo del consorcio era diseñar nuevas estrategias de tratamiento eficaces. A tales efectos se desarrollaron varias herramientas informáticas, entre las que se incluía un sistema de simulación de la mecánica cardiaca. Los investigadores obtuvieron imágenes de resonancia magnética de los pacientes para segmentar los ventrículos y crear modelos personalizados. Para poder detectar los movimientos y deformaciones del corazón utilizaron mapas sintéticos de miofibrillas y de orientación de las láminas musculares, así como un conjunto de herramientas de correlación de imágenes digitales, lo que les permitió combinar datos anatómicos, de esfuerzo y de viabilidad. Esta plataforma se utilizó en primera instancia para describir las propiedades mecánicas de un miocardio humano funcional, tanto en la diástole como en la sístole. También sirvió para crear mapas de estrés miocárdico en personas sanas que podrían emplearse en estudios in silico para optimizar las terapias cardiacas. Los científicos aplicaron este protocolo experimental a los pacientes que habían sufrido un infarto de miocardio para describir los mecanismos ventriculares de la zona infartada y su perímetro. Asimismo, se utilizaron modelos similares de ventrículo infartado para estudiar los efectos de la inyección de biopolímeros. Mediante otra plataforma se desarrolló un modelo del crecimiento y la remodelación miocárdica provocados por la presión o el estrés residual, según el cual este último beneficiaría a la función diastólica. El mismo modelo de crecimiento permitió reproducir las principales características de la hipertrofia cardiaca provocada por cuadros de hipertensión sistémica, por lo que tendrá más aplicaciones de las previstas inicialmente. El valor predictivo de las herramientas in silico de COMPCARDMECH demuestra su capacidad para obtener información cuantitativa personalizada sobre pacientes con dolencias cardiacas y para orientar las decisiones terapéuticas.
Palabras clave
Mecánica cardiaca, enfermedad cardiovascular, infarto de miocardio, herramienta informática, modelo
