06/08/2012

Una rèplica virtual del cor permetrà provar teràpies abans d’aplicar-les

Un grup de científics del Sant Pau, del Barcelona Supercomputing Center (BSC) i del Centre de Visió per Computadora (CVC) de la UAB estan a la recta final per obtenir la primera simulació realista d'un cor amb un model que es caracteritza, a diferència d'altres, per tenir parametritzada la disposició anatòmica helicoidal de les fibres miocàrdiques obtinguda a partir d'imatges de tensor de difusió per Cardio-RM.

La simulació del cor es podrà personalitzar per a provar teràpies abans d’aplicar-les al pacient i servirà, a l’hora, per treure a la llum el que queda per descobrir d’un dels òrgans més complexes del cos humà.

Des de fa més de dos anys, aquest grup d’experts treballa en la recreació d’un cor que s’espera que, a finals d’aquest any, reprodueixi a la perfecció els mateixos processos que un de natural, alimentat amb sang virtual.

"El cor és una bomba mecànica molt sofisticada que hem de conèixer millor, perquè encara hi han molts punts foscos”, explica el director adjunt de la Unitat d’Imatge Cardíaca del Sant Pau, Francesc Carreras.

Un d’aquests misteris per resoldre empíricament és el mecanisme electromecànic que activa el cor per a que es contreguin les fibres i es produeixi el bombeig de sang.

Si bé la medicina ha estat capaç d’arreglar problemes electromecànics amb aparells de sincronització, com els marcapassos, encara no ha pogut descriure el perquè aquestes correccions funcionen.

Carreras espera que la recreació ajudi a entendre aquests processos i que col·labori també a confirmar la teoria, acceptada per tota la comunitat mèdica, de que les fibres dins del cor conformen una única peça helicoïdal que es contrau per torsió, com quan s’escorre una tovallola, per fer la funció de bombeig.

"Tota aquesta informació és molt important per a entendre els mecanismes de les malalties del cor, sobretot les que afecten a la seqüència d'activació electro-mecànica de les fibres miocàrdiques, i donar millors solucions”, destaca Carreras.

Una vegada estigui acabada la simulació, els cardiòlegs, amb les dades obtingudes amb electrocardiogrames i TAC d’un pacient, podran personalitzar el cor virtual i avançar en el temps per veure, en pocs minuts, com evolucionarà la patologia en 10 anys.

Per assolir les equacions necessàries per reproduir com en la realitat tots els moviments del cor, la supercomputadora Mare Nostrum utilitza un miler de processadors de manera simultània.

"La part més complexa es resoldre de manera correcta tot el sistema d’equacions que descriuen el funcionament del cor i això implica resoldre el problema elèctric, la deformació del múscul cardíac o el moviment de les vàlvules”, explica José María Cela, responsable del BSC del projecte.

La última fase, encara pendent d’executar, és inserir la sang, pel que també hi ha que resoldre les equacions que descriuen el moviment del líquid tal com succeeix en la realitat.

"Esperem que aproximadament a finals de 2013 tinguem un prototip complert per a iniciar validacions en casos d’estudi clínic”, subratlla Cela.

Fins a les hores, el BSC treballarà per a crear un mecanisme ràpid que, en uns 20 minuts, sigui capaç d’ajustar els paràmetres de sèrie que siguin aproximats per personalitzar-los en funció de les característiques del cor de cada pacient.

"La simulació ha de ser capaç de reproduir de manera fidedigna i quantitativament correcta un cor, però no un d’abstracte, sinó el d’una persona concreta”, conclou Cela.