medicina ingenieria

La medicina tiene un pilar fundamental en las herramientas que le brinda la ingeniería. La modelación matemática y computacional es clave para la generación de nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de enfermedades. Detrás de muchos de los avances en medicina hay un fuerte desarrollo científico y tecnológico, que recae de una u otra manera en la ingeniería

Para la ingeniería, la salud siempre ha sido uno de sus objetivos en cuanto a la investigación aplicada. Desde el diseño y uso de tecnologías para controlar variables que afectan a la salud del ser humano, hasta el diseño y uso de tecnologías de control como apoyo a las ciencias de la salud. Un claro ejemplo de ésto es el avance en equipos de diagnóstico, próruptura de aneurismas aorta abdominaltesis, dispositivos de terapia, etc.

En CARTIF llevamos casi diez años investigando en una línea que refleja muy bien esta fusión de ambas disciplinas. Esta línea se ha enfocado en la mejora de los criterios utilizados por los médicos a la hora de predecir la ruptura de aneurismas de aorta abdominal, con el objetivo de identificar el momento idóneo para llevar a cabo la intervención quirúrgica desde el punto de vista de la ingeniería. En concreto, con la resistencia de materiales.

Un aneurisma de aorta abdominal es una dilatación irreversible de la pared de la aorta del segmento que transcurre entre la bifurcación de las arterias renales y las ramas de las arterias iliacas, afectando en ocasiones a estas últimas. El 70% son asintomáticos, y se detectan en estados avanzados, lo que hace más importante su evaluación de riesgo de ruptura.

La ruptura de los aneurismas de aorta abdominal (AAAs) es una de las principales causas de muerte en el mundo:

•    El 8% de los mayores de 65 años y el 10% de los mayores de 80 años presentan un AAA.
•    Es la décima causa de muerte en mayores de 65 años en países occidentales.
•    Factores como el tabaquismo, la aterosclerosis, la obesidad, o la hipertensión aumentan el riesgo de padecer un AAA.
•    La ruptura de la arteria conlleva la muerte antes de llegar al hospital, en el 90% de los casos.
•    La tasa de mortalidad asociada a la intervención quirúrgica es del 5,8% para reparación quirúrgica abierta y del 1,7% para reparación endovascular.

Actualmente, se interviene quirúrgicamente cuando el aneurisma llega a 5 cm de diámetro máximo o su tasa de crecimiento es superior a 0,5 cm/año. El 24% de los aneurismas que rompen tiene un diámetro inferior al considerado como crítico. Por lo tanto, los actuales criterios clínicos empleados para evaluar el riesgo de ruptura no pueden ser considerados como los predictores más fiables.

El equipo de CARTIF ha utilizado los principales parámetros geométricos de los AAAs: diámetro máximo, diámetro de la arteria sana, longitud, espesor de la pared y asimetría (forma geométrica). Estos parámetros pueden ser medidos de forma fácil por el médico a través de la tomografía axial computerizada, medio de diagnóstico utilizado por los médicos.

ruptura de aneurismas aorta abdominal

Estos parámetros se combinan entre sí de manera eficiente para generar la herramienta de evaluación del riesgo de ruptura. Esta herramienta se ha programado utilizando software libre y permite generar una base de datos para cada paciente, y dentro de la misma, ficheros con los datos de cada examen de seguimiento. Contiene un gestor gráfico que permite representar la evolución del Riesgo de Ruptura.

La herramienta, aporta una serie de sugerencias al cirujano, que toma la decisión más acertada sobre si es conveniente llevar a cabo la intervención quirúrgica o continuar con el seguimiento de la evolución del aneurisma.

Para comprobar que la herramienta era eficaz, se realizaron pruebas de validación sobre pacientes durante varios años. Los resultados mostraron que el método es capaz de estimar con fiabilidad el riesgo de ruptura de aneurismas, permitiendo identificar aquellos potencialmente peligrosos de romper, aun cuando su diámetro máximo sea menor que el usado por la comunidad médica en la actualidad, y permitiendo identificar aquellos casos donde la ruptura no se vaya a producir, evitando que el paciente se someta al procedimiento quirúrgico de reparación.

Con este trabajo se demuestra que la colaboración entre la medicina (liderada por el HCUV) y la ingeniería (liderada por CARTIF), es increíblemente productiva. Los resultados obtenidos permiten un gran avance con una aplicación eminentemente práctica y ponen de manifiesto la importancia que la investigación y la I+D tienen de cara a la sociedad.

Félix Nieto

Félix Nieto

Doctor ingeniero industrial. Sus líneas de trabajo son el diseño de maquinaria industrial, automatización de procesos robotizados, fabricación y montaje, simulación y análisis de elementos de máquinas mediante elementos finitos. Trabaja también en Biomecánica (simulación de prótesis, modelos multiescala y desarrollo de dispositivos médicos).
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Doctor ingeniero industrial. Sus líneas de trabajo son el diseño de maquinaria industrial, automatización de procesos robotizados, fabricación y montaje, simulación y análisis de elementos de máquinas mediante elementos finitos. Trabaja también en Biomecánica (simulación de prótesis, modelos multiescala y desarrollo de dispositivos médicos).

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