Aussie

El cuerpo se ha vuelto transparente con la radiografía (y fluoroscopia), la ecografía, la tomografía axial computerizada (TAC) y la resonancia magnética (MRI) u otras (SPR). Es posible incluso generar una imagen espacial de una persona escaneando en finísimas lonchas todo su cuerpo. Queda el reto de visualizar una imagen tridimensional a lo largo del tiempo -esto es, en cuatro dimensiones (4-D)- para estudiar, por ejemplo, cómo evoluciona un tumor o actúa un fármaco. Y en esas están algunos investigadores.

Christoph W. Sensen (en la foto), director del Centro de Excelencia (COE) Sun de Genómica Visual de la Facultad de Medicina de la Universidad de Calgary, ha dado un primer paso. Este bioinformático es hijo de un arquitecto especializado en la construcción de iglesias y, de niño, pasó con su padre innumerables horas contemplando la estructura orgánica de la Sagrada Familia de Barcelona [antes de que mi Maleni tengo-la-cabeza-que-tengo lo so-cave]. Ahora ha conseguido que uno pueda entrar y moverse por el interior del cuerpo humano como quien observa, desde dentro, una catedral.

El equipo de Sensen, formado por biólogos, expertos en biocomputación, matemáticos y artistas visuales, ha desarrollado un modelo informático del cuerpo humano con sus 3.000 principales estructuras, desde las arterias y los huesos hasta los órganos y sus componentes. Este modelo virtual presentado el pasado mayo, se proyecta en una sala oscura de realidad virtual (de ahí su nombre: CAVEman u “hombre de la” caverna - CAVE, acrónimo por Calgary Automated Virtual Environment, ver abajo), parece un hombre real , puede moverse en el espacio, ampliarse y reducirse a cualquier escala y proyectarse completo o por piezas.

Una de las singularidades de este modelo anatómico virtual es que funciona como un molde visual; es decir, puede ser rellenado con información médica y genética de una persona, incorporando por ejemplo sus resonancias magnéticas, escáneres y otros datos estructurales o metabólicos “La integración de la información volumétrica a partir de imágenes TAC o resonancia magnética se hace mediante morphing [técnica que permite transformar una imagen en otra, por ejemplo, la cara de una persona en otra], es decir, deformando nuestro modelo de superficie hasta que adopte la configuración espacial de ese paciente recogida en sus resonancias magnéticas o escáneres”, dice Sensen.

La capacidad de integrar por 1ª vez toda la información espacial en un modelo, tiene “enormes complicaciones sobre cómo podemos observar la evolución de las enfermedades”, explica Sensen, profesor de Bioquímica y Biología Molecular. “Además, podemos combinar diferentes tipos de datos, por ejemplo, imágenes avanzadas y estudios de expresión genética o estudios metabólicos dentro de un único modelo”, afirma. “Y, por supuesto, podemos usar el modelo de muchas otras formas, por ejemplo, en la enseñanza de la medicina, mostrando a los estudiantes un modelo basado en personas vivas para complementar el estudio sobre cadáveres o en la planificación de una operación quirúrgica, trasladando la información del paciente al modelo”.

Construcción en 4-D de la circulación de la sangre (en animación cinematográfica con fines médicos).

Los modelos anatómicos pueden verse en una sala de realidad virtual, mediante unas gafas especiales, pero, en breve, estarán también disponibles en un programa de ordenador para uso de los investigadores. De momento, se ha desarrollado el modelo anatómico de un hombre, pero el equipo de la Universidad de Calgary (Canadá) está preparando ya modelos de mujer, niño, bebé, ratón y rata, que son los principales objetos de investigación.

La integración de información espacial y metabólica en un solo modelo a lo largo del tiempo permitirá estudiar la evolución de enfermedades complejas como el cáncer o la esclerosis múltiple, investigar cómo las mutaciones genéticas conducen a problemas del desarrollo -por ejemplo, un labio leporino- y observar los efectos de un tratamiento sobre los diferentes órganos, según los investigadores. El primer molde que han desarrollado habrá que llenarlo ahora de contenido y explorar sus posibilidades interactivas en la docencia y la investigación. Si la anatomía virtual acaba de funcionar, los investigadores podrán entrar en sus experimentos y visualizar sus resultados.

Modelo anatómico virtual en 4-D: La bioinformática ha transformado los viejos atlas de anatomía en modelos virtuales del cuerpo humano que flotan en el espacio o en la pantalla del ordenador. Un sistema informático, con el que es posible recrear el cuerpo de un paciente concreto, reconocer e introducirse en sus órganos, visualizar sus interioridades y estudiar cómo evolucionan con el tiempo (la 4ª dimensión) por la enfermedad o la acción de un fármaco. Este primer modelo cuatridimensional completo está ya listo para la docencia, la simulación quirúrgica y la investigación:
- El proyecto Caveman [imágenes aquí] de la Universidad de Calgary, es un atlas humano en 4 dimensiones que pasa por ser el primer modelo completo del cuerpo humano orientado al objeto, (object-oriented) es decir, que se trata de un sistema informático que reconoce los órganos y las piezas anatómicas y es capaz de manipularlos y ponerlos en contexto. Explica el doctor Sensen: “Nuestro modelo de superficie de alta resolución está orientado al objeto, lo que significa que es realmente una colección de más de 3.000 partes del cuerpo relacionadas entre sí y que el ordenador tiene una noción de lo que es, por ejemplo, un riñón”.
- La gran diferencia entre Caveman y otros conocidos modelos anatómicos como los del Visible Human Project (los cuerpos de un hombre y una mujer reconstruidos a partir de múltiples TAC), es que estos últimos no son modelos de supeficie, sino volumétricos. Sensen: “El problema de los modelos volumétricos es que necesitan la interpretación de un experto, como es el caso de una radiografía o un escáner”, mientras que los modelos de superficie están orientados al objeto y el ordenador conoce lo que es un órgano concreto cuando se pide que lo muestre.
-Los modelos de superficie, según Sensen, han sido utilizados en otras disciplinas [por ejemplo, los modelos superficiales de la Estación Espacial Internacional o del edificio del Congreso USA], pero no existen muchos en medicina. Además de ser ampliables, permiten disponer de órganos virtuales para investigar con ellos.

Si estás interesado en atlas anatómicos desde el punto de vista histórico, aquí tienes el impresionante proyecto digital (artístico e histórico), de la Biblioteca Nacional de Medicina USA.