Ingeniería Biomédica para el tratamiento de arritmias cardíacas

Las enfermedades cardiovasculares suponen la principal causa de muerte en todo el mundo. Entre ellas, las arritmias cardíacas se encuentran entre las patologías más difíciles de tratar. El corazón comienza a latir a un ritmo anómalo y como consecuencia el bombeo de sangre al sistema circulatorio comienza a ser deficiente. En función de la duración y la severidad de este ritmo descompasado, la persona que sufre una arritmia puede llegar a fallecer en cuestión de minutos. Del mismo modo, es posible convivir con arritmias recurrentes durante años, con la consecuente pérdida de calidad de vida.

En un latido normal, una onda eléctrica se propaga por el corazón en un determinado orden estimulando las células cardíacas para que se contraigan. La estimulación eléctrica produce la contracción mecánica del corazón, expulsando así la sangre al sistema circulatorio en cada latido. Un paciente diagnosticado de una arritmia recurrente se somete a una intervención quirúrgica de gran complejidad, denominada ablación. El cardiólogo/electrofisiólogo introduce un catéter por la arteria femoral hasta posicionarlo en las cavidades ventriculares o auriculares. Una vez allí, el procedimiento de ablación consiste en ‘quemar’ las partes del tejido cardíaco que, según la experiencia e intuición del profesional, son las causantes de la actividad eléctrica anómala, de manera que se restaure la secuencia de activación eléctrica normal.

Por tanto, es de vital importancia la planificación tanto de las zonas a intervenir, ya que el tejido funcional y contráctil ablacionado se convierte en inerte, como la profundidad de las quemaduras, para evitar provocar otras complicaciones. La tasa de fracaso de este tipo de intervenciones se sitúa alrededor del 40%, lo que se traduce en la reaparición de los periodos arrítmicos, y en que el paciente deberá someterse de nuevo al procedimiento.

Pero ¿qué ocurriría si dispusiéramos de una copia virtual del corazón del paciente previo a la intervención? En este corazón virtual se podrían ensayar y testear diferentes estrategias y procedimientos, reduciendo los tiempos en quirófano y los riesgos para el paciente, y mejorando la tasa de éxito y recurrencias.

Este tipo de tecnología ya está siendo utilizada en algunos centros hospitalarios. Las diferentes modalidades de imagen como la resonancia magnética o la tomografía computerizada permiten reconstruir la morfología y la funcionalidad del corazón del paciente. Modelos matemáticos cuyos parámetros se ajustan a las características específicas del paciente describen la actividad eléctrica, mecánica y metabólica a nivel celular, permitiendo realizar simulaciones computacionales que describen diferentes escenarios, proporcionado así información complementaria a los electrofisiólogos/cardiólogos.

Fuente: Johns Hopkins University

En el Máster Universitario en Ingeniería Biomédica de la Universidad Internacional de Valencia se desarrollan los conceptos que permiten unificar las ciencias de la salud como la biología y la bioquímica, con la física, las matemáticas y la electrónica, centrándose en los avances tecnológicos que mejoran la salud humana y la atención de la salud en todos los niveles.  El diseño y desarrollo de dispositivos médicos como prótesis con materiales biocompatibles, el procesamiento de señales e imágenes médicas que permitan un diagnóstico precoz y certero, así como dispositivos médicos implantables que mejoren la calidad de vida del paciente, etc. En resumen, implementar mejoras que faciliten el diagnóstico y la prevención de patologías, el tratamiento, el seguimiento y la recuperación, entre otros.

Los futuros profesionales de la salud deberán conocer no sólo las diferentes señales biológicas que regulan el cuerpo humano, sino también cómo adquirirlas, procesarlas e interpretarlas, así como utilizar la tecnología en constante desarrollo para mejorar la salud de las personas, ¿aceptas el reto?

Juan Francisco Gómez García

Director del Máster Universitario en Ingeniería Biomédica de la Universidad Internacional de Valencia