miércoles, 27 de noviembre de 2013

La solución a los dolores de rodilla

¿Molestias intensas y crecientes en la rodilla? ¿Pinchazos en la rodilla a la hora de andar o al ponernos erguidos? ¿Deformación visible desde el exterior de la articulación? Posiblemente estemos padeciendo una artrosis o una artritis de rodilla.

Las diferencias son bastante clarificatorias. La artritis es una inflamación en la zona (sufijo “–itis” = inflamación), acompañada de rigidez y probablemente debida a algún proceso infeccioso o autoinmune. La artrosis es un desgaste fruto del tiempo (edad) o del uso excesivo. Genera una erosión de los cartílagos e incluso del hueso, que aunque sin inflamación, provoca situaciones bastante complicadas de sobrellevar a la hora de andar.

A continuación os pongo un vídeo explicativo de las partes de la articulación de la rodilla y una imagen de lo que es una rodilla sana y otra artrítica, donde se puede ver el desgaste del cartílago, la erosión ósea como consecuencia e incluso el astillamiento y deformación exterior del hueso.  



 Pues bien, la ingeniería biomédica tiene solución para ello. Y afortunadamente, es algo bastante más cotidiano de lo que parece. En concreto, son los ingenieros mecánicos los que se encargan de esto. Para este tipo de lesiones, como para todo aquello que tenga que ver con musculoesqueletología, su trabajo es básico para conseguir los objetivos de adaptación de las personas con alguna imposibilidad física. Ellos son los que se encargan de estudiar el funcionamiento de las articulaciones, los músculos implicados, los puntos de mayor aplicación de fuerza, las zonas flexibles y su funcionamiento, etc. Con todo ese conocimiento, diseñan las prótesis escogiendo materiales que afecten lo menos posible a los tejidos biológicos (biocompatibles), pero también valorando los resultados de movilidad que se consiguen y comparándolos con los de una persona sin impedimentos.

Para ello, generalmente usan herramientas CAD y de métodos numéricos. Por ejemplo, la que os muestro en el caso la prótesis de rodilla de la figura inferior. Lo que se hace en estos programas es dibujar en tres dimensiones la zona de estudio y dividirla en pequeñas regiones (1). De esta manera, aplicando un patrón de simulaciones de fuerzas ejercidas sobre las diferentes áreas de la prótesis virtual, se puede observar su comportamiento (2): repartición de las fuerzas ejercidas, posibilidades de rotura, equilibrio… Con estos datos, la prótesis se va retocando paso a paso, hasta que los parámetros son lo más parecidos posible a lo que se pretende conseguir en el paciente. Tras ello, se fabrica la prótesis o se compra la más conveniente de entre las posibles y se opera al paciente para implantársela.



Básicamente, la operación consiste en abrir la rodilla, apartar los tejidos musculares, tomar las distancias in situ, serrar las partes afectadas en el fémur y/o en la tibia y rótula, cementar los anclajes de la prótesis dentro de los huesos y recolocar y limpiar todo. Y además al estilo de carpintería, con llaves, destornilladores, martillos y demás herramientas de trabajo.

El resultado final es una rodilla prácticamente normal con la cual poder hacer vida cotidiana sin muchos esfuerzos, como correr o saltar. En (3) podéis ver una radiografía antes y después de la operación. Observad el espacio entre huesos antes y después y cómo antes de la operación los huesos están casi juntos fruto de, en este caso, el desgaste del cartílago.

Puesto que las prótesis, generalmente, se fabrican en titanio, la radiografía muestra densidad metálica, es decir, que lo refleja todo y, por tanto, la película sale velada (blanca). Asimismo, se pueden observar los restos de la sutura por la presencia de las grapas. Se puede observar, además, cómo la parte del fémur envuelve la cabeza del hueso mientras que la de la tibia se introduce en la diáfisis (parte alargada del hueso). El líquido que permite la lubricación de la articulación se sustituye por un rozamiento mínimo entre las piezas metálicas y la superficie polietilénica de la tibia, que hace de cartílago (parte negra entre los metales). Los ligamentos cruzados se pierden, con lo cual se pierde un cierto control sobre la articulación. Pero me da que será un mal menor comparado con el dolor experimentado antes de la operación.

A continuación os paso un vídeo en 3D para que sea menos “grimoso” haceros a la idea de la operación. Para los morbosos, los que sois un poco más realistas y los médicos, también os paso el enlace a la operación real, para que veáis una. La verdad es que es bastante menos sucia y sangrienta que otras.

Operación en 3D:


Así que nada, dentro del problema que puede acarrear padecer artritis o artrosis, que sepáis que se puede arreglar si se pilla suficientemente a tiempo, cosa que es sencilla, y que luego no podréis llevar una vida deportiva a tope, pero que por lo menos no os quedaréis sin poder dar paseos.


Gran trabajo entre médicos e ingenieros mecánicos para salvar la movilidad de los pacientes ;)


miércoles, 20 de noviembre de 2013

"¡¡Usted TIENE que divulgar lo que hace!!"

Con motivo de la celebración de las “Semanas de la Ciencia”, entre los pasados 7 y 17 de noviembre, quería aprovechar para comentar un par de cuestiones.

En primer lugar, felicitar a toda la organización, que ha estado involucrada de principio a fin, a pesar todo, para que estas jornadas sean una realidad este año. Y felicitar, de manera especial, a la Universidad Pública de Navarra, al Planetario de Pamplona y al Club de Amigos de la Ciencia, por ser los entes a los que más cercano me siento y por hacer del evento algo público y cercano a todos. 

  

El principal objetivo de esta asociación de entes para divulgar ciencia es ese mismo: acoger a aquellos interesados en ciencia o en aprender un poco más sobre el mundo que nos rodea y explicarles de manera sencilla los conceptos básicos, para que salgan con la lección prácticamente aprendida y, además, con la sensación de que se lo han pasado bien. Porque la ciencia, señores, también es divertida.

Sin embargo, quería matizar algo a lo que hago mención en el título de esta entrada. Y en este sentido, cito textualmente a Arsuaga, gran paleontólogo donde los haya y, por supuesto, un amante de la historia y con gusto a la hora de contarla:

“Sobre la divulgación científica tengo muy claro que hay un señor que en estos momentos está faenando en el Gran Sol y me está pagando mi sueldo. Y otro señor que está subido a un andamio que también me está pagando mi sueldo y mis investigaciones. El que yo piense que estoy investigando para disfrutar yo, me parece directamente inmoral”
Juan Luis Arsuaga


Estoy totalmente de acuerdo con estas palabras, siempre y cuando no se interprete que todo aquel que sea científico y dependiente de los ramales del Estado está “obligado” a divulgar. No todo se puede contar en cualquier momento. No todos valemos para aproximarnos a la gente y contarles lo que hacemos. De la misma manera que todos tenemos ejemplos de profesores que duermen a los lirones y profesores que captan desde el principio nuestra atención.

Aquellos investigadores que, de alguna manera, pertenecemos a algún ente público, cobramos de todos, pero eso no quiere decir que tengamos que, obligatoriamente, hacer todas las funciones intrínsecas del investigador. Como tales, debemos abrir caminos científicos y explorarlos, dando lugar a contribuciones que sirvan para el día de mañana. Pero no todos tenemos por qué tener la capacidad de, además, ser buenos en contar la ciencia para el público. Como todo en esta vida, hay cosas que se nos dan mejor que otras. Y a una persona que es muy buena investigando y saca un montón de contribuciones, si no quiere o no se siente preparado en un momento dado para contar lo que está haciendo, no se le tiene por qué imponer que lo haga. Más tarde o más temprano, siempre aparecerá alguien que se le den mejor estas cosas y pueda dar a conocer mejor las investigaciones. Y en cualquier caso, si esa persona, porque ha superado una fase de congoja, se le ocurre darse a conocer o dar clases para explicarse mejor, bienvenido sea, pero nunca bajo la imposición.

Personalmente, yo considero que tener la capacidad de divulgar es un don. Todo lo que hacemos los científicos tiene su complejidad y nos es bastante difícil reducirla a cuatro ideas, poco precisas en la mayoría de los casos, para que se nos entienda. Por ello, tener la capacidad de hacerlo y de llegar a la gente con ello es algo que hasta creo que debería de tenerse en cuenta en el currículum.

Por ello, me reafirmo en mi idea de la no obligación. Cada quien que valore su situación y si está dispuesto a dar a conocer cosas sobre ciencia, innovación, etc. Y quien lo haga, que vaya poco a poco aprendiendo diferentes formas de hacerlo y que mejore su enfoque o manera de expresarse. Pero tampoco impongamos por ley que esto sea así. Quienes lo hacemos de manera vocacional es, a mi modo de ver, como una afición cualquiera más. Porque nos gusta y disfrutamos intentando explicar el porqué científico de las cosas. 

Simplemente una pequeña valoración sobre algo que se está planteando con fuerza en estos últimos tiempos.

jueves, 7 de noviembre de 2013

Primer aniversario de RED-BULL STRATOS: El salto supersónico de Baumgartner

El pasado 14 de Octubre se cumplió un año de la consecución de una de las hazañas más impactantes en lo que llevamos de siglo XXI. El deportista Felix Baumgartner, austríaco de 44 años (actualmente) dispuesto a saltar desde donde haga falta, se posaba cual pluma en tierra firme tras prácticamente un cuarto de hora cayendo desde casi 39.000 m de altura.

Por haceros una idea, los satélites de comunicaciones, por ejemplo, suelen orbitar alrededor de la tierra a una altura de unos 36 Km, lo que supone más de 4 veces la altura del Everest. Baumgartner subió 3.000 metros más que esa altura y se tiró desde ahí.

Podría recordaros los pormenores de la misión por letra, pero creo que aquí sí que aplica aquello de que “una imagen vale más que mil palabras”, así que este post será mayormente visual e iré desgranando cosillas sobre lo que se pretendía conseguir y lo que se ha conseguido. Mejor para vuestro disfrute visual y mejor para mí, que me podré explicar con mayor claridad y brevedad.

En primer lugar, como no, el video promocional. Hay que reconocer que, salvo la parte de la rotura de la barrera del sonido, les quedó bastante ajustado a la realidad. Esta que os paso es la versión a posteriori, cuando se completaron todos los datos.


A lo largo de este vídeo podréis ver los datos más relevantes de la misión:

1.- Lugar del evento: desierto de Roswell, en el estado de Nuevo Méjico. En principio, para evitar problemas, se trató de buscar una zona lo más plana y extensa posible y donde las condiciones de aterrizaje y rescate, sobre todo, fueran lo más favorables posible.

2.- Hora de comienzo de la aventura. Prontito, a las 9:30 de la mañana, con viento suavísimo de 3 Km/h y cielo despejado. Se trataba de encontrar condiciones climatológicas suficientemente favorables como para poder inflar el globo sin muchos zarandeos, cosa que provocaría la rotura, sin duda, del fino tejido con el que estaba hecho.

3.- Velocidad media de subida: 325m/min. Una velocidad normalita. El recordman Michael Johnson corrió 400 m en 43,69 segundos en 1999.

4.- Cápsula de 1.450Kg repartidos en 2mx3m y globo con capacidad de 850.000 m3, altura de 100m y anchura, una vez llenado, de 130m (un campo de fútbol de largo).

5.- Soportando condiciones exteriores totalmente adversas, como son temperaturas de cerca de -70ºC, vientos de cerca de 300 Km/h, en condiciones de ingravidez,…





MARCAS CONSEGUIDAS:

1.- Récord de máxima altura alcanzada en globo tripulado.
2.- Record de máxima altura desde la cual se ha lanzado al vacío una persona: 38.968m.
3.- Récord de rotura de la barrera del sonido sin ayuda mecánica (velocidad de 1357 Km/h ~1,25 Mach). Se trata de la primera persona en alcanzar una velocidad supersónica en caída libre.
4.- Tiempo de caída: 4’20’’. Aquí, el record lo sigue manteniendo el mentor de Baumgartner en esta misión, Joe Kittinger en 1960, con 4’36’’.








Imágenes en diferentes momentos del evento. Inflado y dimensiones del globo, cápsula interior con toda la maquinaria necesaria para los experimentos que se iban a realizar y momentos durante la caída, antes y después de abrir el paracaídas. Finalmente, fin de la hazaña con un Baumgartner victorioso.








          Pero, sin duda, con independencia de la espectacularidad de las imágenes, desde el punto de vista de este blog, nos interesa analizar la ingeniería biomédica que hay en ellas, así como los sensores que permitieron medir todo lo necesario durante la caída. Claramente, ambas cosas las encontramos en los soportes vitales y en los medidores que el austríaco llevó en su traje. Lo pondré en grande, porque merece la pena verlo. 


Con toda esta parafernalia encima (unos 45 Kg de más), Félix Baumgartner se lanzó al vacío para batirse a sí mismo. El vídeo que os muestro a continuación, publicado justo con la coincidencia del año del evento, muestra de forma gráfica, algunas de las variables tomadas durante el salto.


 Vídeo

         Aquí caben destacar un par de cuestiones, que se reflejan muy bien sincronizadas con las imágenes reales.

En primer lugar, y como aspecto más importante, observad la frecuencia cardíaca. Justo antes del salto está bastante acelerada (180ppm), debido probablemente a los nervios iniciales. Exactamente igual que cuando nos enfrentamos al comienzo de un examen. Pero, como normalmente suele pasar, una vez metidos en vereda las pulsaciones bajan (160ppm). Vuelven otra vez a subir cuando está tratando de controlar el efecto de la fuerza G, que lo está haciendo rotar a gran velocidad y sin control (llega a las 190 ppm) y vuelve a bajar una vez que lo ha conseguido a 160. Una vez que ha abierto el paracaídas principal y está recolocándose los controles de los otros dos vuelve a subir, señal de que lo está haciendo rápido para controlar el resto de la caída en condiciones (170 ppm). Este valor se mantiene durante el resto de la caída, mientras se comunica con la base, controla el vuelo y trata de caer limpiamente sobre la tierra. Cualquiera de nosotros es probable que disparara sus pulsaciones hasta 200 y pico en cualquier momento. Se nota el entrenamiento que lleva Félix, ya que en ningún momento, a pesar de la presión, se dejó llevar por el pánico.

Además de esto, es destacable el hecho de que se pegara 25 segundos bajando a velocidades superiores a la del sonido (ver tramo resaltado en fucsia en la gráfica “Mach”). Buena parte de este tiempo lo hizo bajo los efectos de la fuerza G, esto es, soportando una aceleración de la rotación de varias veces la gravedad de la tierra. Podréis observar cómo durante la fase de rotación, el sensor de fuerza G se descontrola totalmente. Si hubiera estado todo el rato bajo este efecto, posiblemente no hubiera llegado vivo a tierra, puesto que los mareos y la pérdida de conocimiento debido a las rotaciones hubieran sido fatales. Afortunadamente, como experto que es, lo supo controlar.

Pues bien, “poco más” se puede sacar en claro de este proyecto, salvo la verificación de que con trajes de este estilo se puede uno tirar tan a gusto desde casi 40Km de altura y llegar sano y salvo con el entrenamiento adecuado. Desde luego, para la aviación y para los astronautas del futuro es un hallazgo valiosísimo y que a buen seguro ahora mismo está teniendo una financiación más que considerable.

Para finalizar, tan solo 2 reflexiones del protagonista, que vienen muy bien para la vida cotidiana:

Felix Baumgartner, el hombre supersónico


"A veces tenemos que llegar muy alto para ver lo pequeños que somos. Cuando uno está de pie en la cima del mundo, se es demasiado humilde como para pensar acerca de los récords."

“El único límite es el que te pones tú mismo.”





Para recordar toda la trayectoria de este hombre, os propongo varios vídeos. El primero, para los amantes del deporte de alto riesgo, un resumen de las 5 mejores “Baumgartneradas”. El segundo va sobre los preparativos de la misión en el borde del espacio y el tercero, la hazaña prácticamente completa (a partir de la hora y 10 minutos es lo más interesante).


Espero que hayáis disfrutado de esta entrada, aunque sea simplemente viendo los vídeos. Yo todavía la recuerdo como si fuera el primer día, y la verdad es que aún se me ponen los pelos de punta al ver la caída libre. Un auténtico crack que se merecía este homenaje en mi blog.

Nos leemos en la próxima entrada!!


Besos y abrazos ;)


sábado, 2 de noviembre de 2013

Propuesta de proyecto de telemedicina para cuidado de personas mayores crónicas (año 2006)

Ya en el año 2006, cuando cursaba un título propio de "Experto universitario en ingeniería biomédica", la idea de diseñar un sistema de telemonitorización a distancia para el cuidado de personas mayores crónicas estaba en el aire. Aquí os paso una presentación que hicimos un compañero y yo relacionada con el tema. La idea era intentar incluir todas las pruebas básicas de un test habitual de salud en una misma plataforma conectada con el centro de atención primaria más cercano, de manera que se evitara el desplazamiento del paciente hacia su centro de salud. Un servicio que se podía implantar de manera sencilla y relativamente baja en coste en aquella época. 




A día de hoy ya se está tratando de instalar este servicio, sobre todo en Andalucía, donde los hospitales son punteros en avances sobre telemonitorización. Aquí os paso el enlace a la noticia:


En Navarra, por lo que tengo entendido, se están haciendo pruebas piloto con un sistema más o menos similar al que se propone en la presentación. Veremos si más adelante es una realidad.

viernes, 1 de noviembre de 2013

Cambio de rumbo

Como habréis podido comprobar, mis queridos y nunca olvidados seguidores, he cambiado la vista del blog. En realidad, esto responde a un cambio en mi vida.

Mi última entrada en este blog fue allá por mayo, aunque realmente llevo desde que comenzó 2013 sin muchas ganas de publicar nada. “Interoperabilidad de dispositivos médicos”, en febrero, fue mi última aportación completa, aunque ya venía escribiéndola desde  finales de 2012 y no tuve más que darle los últimos retoques para publicarla. Este tiempo fuera de vuestro alcance ha hecho que dé un giro de 180° en cuanto a mentalidad. Así que, resumiendo: he vuelto y pretendo seguir dando caña con la divulgación, pero quiero que sea de una manera diferente.

La esencia del blog va a seguir siendo la misma. Las estadísticas considero que son buenas para la poca experiencia que tengo en esto de divulgar ciencia, pero sí que es verdad que algunas entradas eran muy largas para explicar conceptos simples y eso entiendo que puede llegar a saturar. Por ello he pensado en que voy a hacer un ejercicio de síntesis máximo y voy a intentar tratar temas lo más actuales posibles pero yendo directamente al grano. Sin muchos rodeos pero nunca dejando de comparar con la vida cotidiana, ya que creo que así se entiende mejor lo que hacemos los científicos.

Sin embargo, este cambio también se ve reflejado en una afirmación como persona. Teniendo las ideas claras y no ofendiendo a nadie, puedes dar tu filosofía de vida. Y en democracia, todo es válido mientras respetes. Por ello, pienso que tengo muchas cosas que aportar, ya no solo en ciencia, sino en temas que me tocan la fibra como son sanidad, educación y más inquietudes que como persona tengo. Así que voy a dar mi opinión sobre cualquier otro tema que me toque de cerca, aunque la esencia siga siendo divulgar ciencia y compartir con vosotros conceptos sobre la ingeniería biomédica.

Espero que este nuevo “Ingeniando la medicina” en versión 2.0 sea de vuestro agrado y que os parezca mejor que el anterior. Cualquier sugerencia que tengáis a bien hacerme, tened por seguro que la tendré en cuenta. Mi intención es llegar de manera simple pero concisa a lo que la gente quiere saber sobre los temas de la ciencia en los que creo que puedo aportar algo.

Mis últimas palabras, quería que fueran de agradecimiento para alguien que ha vuelto a encender en mí esta chispa. Don Joaquín Sevilla, profesor de mi universidad, quien con sus palabras en el reciente curso de comunicación científica celebrado en la UPNA, me ha dado ánimos para continuar con esta aventura. Espero que algún día pueda llegar a hacer un mínimo de lo que él está haciendo para trasladar la ciencia a la sociedad. Y como no, gracias también a los ponentes de dicho curso, entre ellos, Victoria Alfonso e Iñaki González, de la Unidad de Cultura Científica de la UPNA, por darnos ideas sobre cómo realizar esta labor de divulgación. Espero no fallar en ninguna de las pautas que nos habéis dado…. ;)

Dicho y hecho. Nos leemos en la próxima entrada.

Besos y abrazos.