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El remedio está en las matemáticas: un equipo gallego cura el vértigo persistente con un algoritmo
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CON AYUDA DE UN SUPERCOMPUTADOR

El remedio está en las matemáticas: un equipo gallego cura el vértigo persistente con un algoritmo

Un centro ligado a las universidades gallegas desarrolla una herramienta para simular y mitigar un trastorno que afecta a dos millones de españoles. La mayoría de los pacientes que participaron lograron la curación del trastorno

Foto: Vista del Hospital HULA de Lugo, uno de los centros donde se desarrolla el ensayo clínico. (EFE/Eliseo Trigo)
Vista del Hospital HULA de Lugo, uno de los centros donde se desarrolla el ensayo clínico. (EFE/Eliseo Trigo)

Las matemáticas y la inteligencia artificial son disciplinas aparentemente alejadas de la biología, pero es un algoritmo al que se le debe el mérito de un importante avance médico contra el vértigo persistente. En concreto, el desarrollado desde el Centro de Investigación y Tecnología Matemática de Galicia (Citmaga), impulsado por las tres universidades gallegas, con el que se ha realizado un ensayo clínico de resultados prometedores: la mayoría de los pacientes que participaron lograron la curación de un trastorno extremadamente incapacitante.

El objetivo de los investigadores es desarrollar un tratamiento personalizado para los pacientes con vértigo persistente, dolencia que provoca sensación continua o recurrente de mareo, inestabilidad o movimiento aunque la persona esté quieta, y que afecta aproximadamente a un 5% de la población española, lo que equivale a unos dos millones de personas. Puede ser causado por problemas en el oído interno y su diagnóstico y tratamiento adecuados son clave para mejorar la calidad de vida de los pacientes.

El oído interno contiene tres canales semicirculares que son los responsables de la orientación y de los que depende el equilibrio. Al cambiar la posición de la cabeza, los pacientes de vértigo persistente reciben una estimulación incorrecta en esos canales, lo que les provoca una falsa sensación de movimiento o de rotación. Es un trastorno que se desarrolla habitualmente cuando algunas partículas de calcio se desprenden de su lugar habitual en el utrículo para introducirse en los canales semicirculares, alterando el movimiento del líquido endolinfático de su interior con el movimiento de la cabeza. El cerebro recibe así una información contradictoria, lo que provoca en los afectados una sensación de caída y de que todo se mueve a su alrededor.

La solución propuesta por el equipo gallego, coordinado por Alberto Pérez Muñuzuri junto con Ismael Arán Tapia, de la facultad de Física de la Universidad de Santiago, consiste en “sacar las bolas de ese laberinto”. Para ello necesitan conocer en qué canal se encuentran. “El problema surge en el caso de personas que tienen una geometría particular en los canales del oído, de forma que las maniobras habituales que se emplean con pacientes con vértigo no funciona para ellas”, destaca Muñuzuri.

Foto: Foto: iStock.

La solución a ese problema pasa por una imagen en 3D de la geometría de los canales interiores del oído, que se consigue con una prueba no invasiva como una resonancia magnética combinada con técnicas avanzadas de procesamiento de imágenes. “De ahí extraemos la información necesaria que nos permite desarrollar algoritmos basados en inteligencia artificial y machine learning, con el fin de modelar y simular la dinámica del líquido endolinfático y su interacción con las partículas de calcio desprendidas, responsables del vértigo”, describe el coordinador de la investigación.

El ensayo clínico –desarrollado en los hospitales públicos de Santiago, Lugo y Pontevedra– ha logrado la curación de la mayoría de los casos tratados. “Resulta muy gratificante ayudar a personas que padecen un problema tan incapacitante, ya que cualquier movimiento de cabeza les puede producir mareos, con lo cual no pueden conducir ni trabajar, pero tampoco estar solos, porque pueden caerse”, subraya Muñuzuri.

La técnica desarrollada por los investigadores permite reconstruir el canal membranoso por el que se mueve el fluido. El siguiente paso consiste en incluir en esa herramienta las ecuaciones matemáticas del movimiento del fluido y de las partículas, con el objetivo de simular y resolver los problemas y aplicar tratamientos personalizados. Las simulaciones se llevan a cabo en el Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga).

Foto: Un grupo de médicos en las afueras de un hospital. (EFE/Juan Herrero)

El equipo investigador dispone de un sillón especial giratorio, que facilita a los médicos ubicar al paciente en la dirección deseada y seguir las indicaciones proporcionadas con gran precisión. Unas gafas especiales permiten visualizar con facilidad si el tratamiento se aplica de forma correcta.

“Nuestro grupo de investigación es experto en dinámica de fluidos y en el procesamiento de imágenes en el ámbito médico”, señala el investigador. De esta forma, a partir de las imágenes médicas, los responsables del proyecto pueden reconstruir geometrías 3D de interés sanitario y, dado que contienen fluidos, simular su dinámica para construir un gemelo digital del sistema y contribuir al conocimiento y mejora de diversas dolencias.

La aplicación de la tecnología matemática a distintas disciplinas está en el origen del Citmaga, un centro con notable impacto en los ámbitos académico, social y económico que apuesta por la transferencia de conocimiento a la industria. En el caso del vértigo persistente, el avance subraya el papel creciente de la tecnología y la inteligencia artificial en el diagnóstico y tratamiento médico, uniendo disciplinas aparentemente dispares para resolver problemas humanos. El centro de investigación busca ahora el interés y la colaboración de otros centros hospitalarios de España y del norte de Portugal para seguir adelante con el proyecto.

Las matemáticas y la inteligencia artificial son disciplinas aparentemente alejadas de la biología, pero es un algoritmo al que se le debe el mérito de un importante avance médico contra el vértigo persistente. En concreto, el desarrollado desde el Centro de Investigación y Tecnología Matemática de Galicia (Citmaga), impulsado por las tres universidades gallegas, con el que se ha realizado un ensayo clínico de resultados prometedores: la mayoría de los pacientes que participaron lograron la curación de un trastorno extremadamente incapacitante.

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