El primer implante transcatéter de válvula aórtica (TAVI) en un paciente de alto riesgo data de hace menos de dos décadas y desde entonces se ha afianzado como una alternativa segura y no invasiva frente a la tradicional cirugía a corazón abierto. El número de intervenciones va en aumento y ya se realizan a personas con riesgo intermedio, pero todavía hay margen de mejora. El investigador Marcos Loureiro ha aunado las matemáticas y la clínica para poner a punto un modelo que permite predecir el comportamiento de los implantes de forma personalizada para cada paciente antes de someterse a la operación.
Su trabajo constituye la primera tesis matemática realizada en el Servicio de Cardiología del Hospital Álvaro Cunqueiro y recibió la máxima calificación, sobresaliente cum laude. “Intenta establecer puentes de conexión y estrechar lazos entre dos campos tan distanciados. Y la idea es poder seguir colaborando porque es un método realmente útil y sería una pena que se quedase en un cajón”, destaca Loureiro, que desarrolló su doctorado dentro del Instituto de Investigación Sanitaria Galicia Sur y en estrecha colaboración con el departamento de Matemática Aplicada II de la Universidad de Vigo.
El trabajo pone a punto las herramientas que facilitarían la labor diaria de los médicos en los hospitales. Y el siguiente paso, apunta Loureiro, sería “automatizar más el proceso y hacerlo más rápido”.
Obstrucción del flujo sanguíneo
Los implantes TAVI corrigen la estenosis o estrechamiento de la válvula aórtica, que produce la obstrucción del flujo sanguíneo. La prótesis se introduce mediante un catéter desde una pequeña incisión en la arteria femoral, en la zona de la ingle, hasta el corazón.
La operación se realiza con anestesia local y sedación y los pacientes son dados de alta en pocos días. Pero también implica ciertas complicaciones que el método diseñado por Marcos Loureiro podría solventar y que están relacionadas con la selección de la prótesis más adecuada, su posición o una excesiva tensión.
El sistema de simulación numérica utiliza imágenes tomográficas computerizadas (TC) de los pacientes para elaborar un modelo geométrico 3D realista de sus válvulas aórticas. Y, a partir de ahí, los cardiólogos pueden comprobar el comportamiento de los distintos dispositivos comerciales TAVI que existen en el mercado.
El modelo predice la apertura, el despliegue y el contacto con la válvula aórtica que tendrían las diferentes prótesis, facilitando la toma de decisiones de los facultativos.
La tesis también incluye modelos biomecánicos que reproducen el comportamiento de la válvula aórtica sana y cuando sufre estenosis aórtica, algo que no se había realizado nunca hasta la actualidad, ya que la mayoría de los estudios solo se centran en el primer caso. Para ello, utiliza imágenes de ecocardiografías transesofágicas tridimensionales y los resultados también son prometedores.
El tribunal que evaluó el trabajo de Marcos Loureiro estaba compuesto por el catedrático de Matemáticas de la UVigo José Durany, el jefe de Cardiología del Cunqueiro, Andrés Íñiguez, y la doctora en Modelos Matemáticos Macarena Gómez, de la Universidad de Sevilla.
“No es habitual presentar un trabajo así en el ámbito de las matemáticas. En mi tesis hay solo un capítulo, aunque amplio, dedicado a las ecuaciones, pero lo normal es que ocupen desde la primera a la última página. La experta de la Universidad de Sevilla dijo que tenían que presentarse más investigaciones aplicadas de este tipo”, destaca Loureiro.
Artículos y comunicaciones premiadas
La tesis contaba además con el aval de tres artículos en revistas científicas y la participación en varios congresos del ámbito matemático, biomecánico y clínico, con dos comunicaciones premiadas en Múnich y Washington. El trabajo fue presentado a la SEMA (Sociedad Española de Matemática Aplicada) y aspira a ser seleccionado como candidato a un premio europeo ECCOMAS.
Durante su periodo doctoral, Loureiro tuvo como tutores a la profesora de la UVigo Generosa Fernández y a César Veiga, doctor en Física e integrante del grupo Cardiovascular Galicia Sur-Hospital Álvaro Cunqueiro. La University College Dublin le ofreció una plaza para continuar su formación, pero prefirió quedarse en Galicia debido a la situación de pandemia.
Así que actualmente es profesor en el IES Illa de San Simón de Redondela, lo que le facilita seguir colaborando con el Cunqueiro: “Estoy muy contento porque me gustan mucho la docencia y la investigación y me gustaría poder mantener las dos”.
Dos hombres con 82 y 81 años
La tesis del matemático Marcos Loureiro incluye el análisis de la simulación de dos pacientes que se sometieron a un procedimiento TAVI. En las imágenes, se aprecian las diferencias entre las válvulas aórticas de ambos y cómo se ajustarían los implantes en cada caso. El primer paciente tenía 82 años y el segundo, 81.
