Javier Cabo urge la necesidad de investigar más en el campo cardiovascular

El doctor Javier Cabo Salvador, cirujano cardiovascular, catedrático de Ingeniería Biomédica y Director del Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad UDIMA ha participado como invitado especial, junto con José María Arnal, gerente del Servicio Aragonés de Salud; el doctor Mariano Magallanes, presidente de la SERVEI, y el doctor Miguel Ángel de Gregorio, presidente del Congreso, en el Acto Protocolario de Inauguración del XVII Congreso Nacional de la Sociedad Española de Radiología Vascular y Endovascular Intervencionista (SERVEI), celebrado en el Auditorio de Zaragoza los días 6, 7 y 8 de octubre.

Redacción UDIMA Media

Durante dicho acto el doctor Cabo impartió una conferencia bajo el título de “Biomecánica Computacional (SPH, BEM, FEM) y Modelización en el Diagnóstico y Tratamiento Endovascular de los Aneurismas Arteriales”, exponiendo la necesidad de investigación en el campo cardiovascular en general y la necesidad de innovación y la creación de nuevos cambios de paradigma en el campo de las indicaciones quirúrgicas en los aneurismas tanto arteriales como ventriculares postinfarto en particular.

Porque, aunque el doctor señala que los avances en la resolución de los equipos de imágenes médicas hoy en día “han avanzado mucho y son espectaculares”, las imágenes médicas no ofrecen todavía las desviaciones del campo de velocidades, ni el esfuerzo cortante en la pared del vaso (WSS), puntos estos muy importantes para poder valorar el riesgo potencial de una rotura ante la presencia de un aneurisma aórtico.

Hoy en día, explicó el profesor de la UDIMA, las técnicas computacionales permiten el desarrollo y empleo de simulaciones matemáticas en medicina que hay que explorar y potenciar, siendo las desviaciones de campo de velocidades, un aspecto clave en el desarrollo de los potenciales avances en el diagnóstico cardiovascular.

Para Javier Cabo el esfuerzo cortante en la pared del vaso (wss) en presencia de un aneurisma aórtico es más importante que el diámetro mismo del aneurisma, para indicar el momento de la cirugía ya que el riesgo de rotura de un aneurisma depende más de factores biomecánicos que del diámetro arterial, estando entre los factores predictivos de rotura: (i) la dirección de los flujos, (ii) la tensión de la pared y (iii) la rigidez vascular.

En sus estudios de investigación en el campo de los aneurismas el doctor Javier Cabo encontró que los vectores de velocidad, las gráficas de presión-volumen, la tensión de esfuerzo cortante (wss), y el vórtice diastólico en su papel como depósito de energía mecánica, son factores decisivos en la indicación de cirugía en presencia de un aneurisma aórtico o en presencia de un aneurisma ventricular postinfarto.

Cabo, catedrático de Ingeniería Biomédica de la Universidad Católica de Murcia, lleva desde el año 2015 investigando y realizando estudios de biomecánica computacional y modelización cardiovascular en aneurismas aórticos y ventriculares basándose en estudios clínicos de RNM y de TAC de pacientes con dicho diagnóstico.

Javier Cabo afirma que las técnicas de mecánica computacional proporcionan un análisis preciso del campo de flujo-tensión de la pared de los vasos y de las condiciones biomecánicas del sistema cardiovascular mediante las técnicas de simulación CFD (computed fluid dynamics).

Su grupo de investigación compuesto por las empresas IHM-Medical Technology y Next Limit Technologies, junto con el Institute de Médecine Moleculaire de Rangueil en Toulouse, el Institut de Mathématiques et Modélisation de Montpellier, el Advanced Solution Accelerator de Montpellier, el Istituto Policlinico Dan Donato de Milan, el Departamento Cardiovascular del Hospital Vithas Nisa Pardo de Aravaca de Madrid y el Canal de Experiencias Hemodinámicas de El Pardo (CEHIPAR), desarrolló un sistema de adquisición y tratamiento de imágenes compuesto por tres módulos innovadores.

Javier Cabo mencionó que en su desarrollo desecharon las leyes clásicas newtonianas empleadas de manera incorrecta regularmente a nivel hemodinámico debido a que la sangre es un fluido no newtoniano, por lo que como fluido no newtoniano, cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica, al no tener un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtonianono, no se pueden aplicar como erróneamente se está haciendo en la actualidad dichas leyes físicas de Newton, advierte.

No se puede utilizar la ley de Ohm, ya que, señala el doctor Cabo, la circulación de la sangre en el sistema arterial es la circulación de un fluido real no newtoniano, en régimen pulsátil en las grandes arterias y prácticamente estacionario y laminar en arteriolas y capilares.

Por lo tanto, el flujo es susceptible de desarrollar turbulencias de forma fisiológica en las bifurcaciones y, patológicamente, por efectos de estenosis. Tampoco se puede aplicar como se hace habitualmente la Ley de Poiseuille ya que la conductancia, la velocidad del flujo a través de un vaso para una diferencia de presión dada es el recíproco exacto de la resistencia. Ni tampoco se puede utilizar el número de Reynolds, ya que este depende de la velocidad de flujo, del diámetro del vaso, densidad y viscosidad. Ni se puede utilizar el módulo de elasticidad de Peterson pues este depende del incremento de presión, del incremento del radio y de la compliance arterial.

El modelo de estudio iniciado por Javier Cabo se basó en el modelo de mecánica estadística de Lattice Boltzmann mediante una generalización de las ecuaciones de Navier-Stokes. Ecuaciones que permiten solucionar problemas complejos en líquidos no Newtonianos, especialmente aquellos relacionados con los cuerpos flexibles o en movimiento como son las arterias o el corazón.

En su modelo computacional el doctor Cabo realiza un modelo geométrico en 3D, para posteriormente crear un módulo de simulación del proceso fluido dinámico y finalmente crear un módulo de interfase e integración. Este proceso recrea la geometría de la arteria o del ventrículo en 3D a partir de las imágenes y datos obtenidos de la RNM o el TAC, en un modelo digital (malla de triángulos 3D) garantizando de esta manera que la geometría obtenida esta individualizada y permite adquirir información sobre la velocidad espacial del flujo sanguíneo, registrando de manera simultánea los datos morfológicos.

Con el módulo de simulación del proceso fluido dinámico a partir de la geometría 3D, el protocolo incluye el estudio de la morfología en movimiento y la velocidad de la sangre y posteriormente la malla obtenida se deforma según los movimientos gracias a un proceso de transformación no lineal.

En resumen, el modelo presentado por el doctor Javier Cabo incorpora tecnologías propias originales como son (i) la creación de un sistema de generación de geometría 3D, (ii) un sistema de simulación de fluidos no newtonianos para capturar la dinámica sanguínea mediante técnicas CDF SPH, BEM y FEM. (iv) Un sistema de simulación de tejido elástico no newtoniano, capaz de deformar el sistema ya sea como respuesta a la presión del fluido o de forma forzada (a causa del bombeo: sístole y diástole) y una integración e interfase final ergonómica y visual.

Como investigador de BIONECA y Miembro de la Academia de Ciencias de New York Javier Cabo afirma que España “ha perdido una potencial posición de liderazgo en la I+D+i Biomédica”. La historia de la España científica de los últimos 40 años está “repleta de oportunidades que no se supieron aprovechar como país”, se lamenta.

“En España”, prosigue, “¡aunque coordinamos aproximadamente el 13% de los proyectos de investigación europeos, la investigación está poco potenciada y muy mal financiada. Una quinta parte de todos los proyectos de investigación a nivel europeo están coordinados por británicos, el 11% por Alemania, el 9% por Italia y el 9% por Francia”.

Javier Cabo afirma que “también estamos muy mal en transferencia e innovación. Somos el quinto país de Europa en producción científica, pero estamos en los últimos puestos de la Unión Europea en temas de transferencia e innovación. No hay traslación de la investigación y no se crea desarrollo empresarial ni se crean puestos de trabajo”.

Según Javier Cabo, “a nivel político el sistema está muy burocratizado en la gestión, anquilosado desde el punto de vista organizativo y está bastante envejecido en la población investigadora. A nivel de financiación estamos en un estancamiento total en I+D. Estamos muy por debajo de Alemania y Francia, y no invertimos ni la quinta parte que ellos. Se necesitan más becas y ayudas de investigación y becas de mayor duración para evitar la fuga de talentos y posibilitar que los investigadores puedan volver a España después de formarse en el extranjero con visión de futuro”.

En suma, Javier Cabo afirma que hay que mejorar la planificación y establecer las áreas de I+D prioritarias para invertir recursos en los sectores en los que España pueda ser referente. Se necesitaría para ello un Pacto de Estado en Investigación en España “cosa que con la mediocre y populista clase política existente es algo impensable”.

El sector público y el privado deben desarrollar sinergias para optimizar los recursos. Según Javier Cabo se deben de establecer incentivos fiscales a las empresas para potenciar la investigación y el gobierno central debe de ser el catalizador para que las universidades y empresas apuesten por la innovación, y quien lidere el desarrollo de la innovación garantizando la coordinación con las CCAA y con otros países. “Desgraciadamente con los recursos con los que disponemos el reto es muy alto y difícil de alcanzar, pero hay que intentarlo”, concluye.

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