Un modelo computacional identifica en 3D cómo se deforma el nervio óptico
Colombia. CIENCIAS DE LA SALUD / OFTALMOLOGÍA / TECNOLOGÍAS.
Una simulación realizada por computador evidenció que, además de la presión intraocular, los movimientos laterales también afectan al nervio óptico.
El nervio óptico conecta la parte posterior de cada ojo con el cerebro enviándole señales visuales. Cuando sufre un deterioro o se daña, provoca la aparición de enfermedades como el glaucoma o incluso ceguera. Una simulación realizada por computador evidenció que, además de la presión intraocular, los movimientos laterales -de derecha a izquierda o viceversa-, también afectan dicha estructura.
El ojo, como órgano de la visión, tiene en su interior tejidos nerviosos muy frágiles. Uno de esos tejidos esenciales que nos permite ver bien es el nervio óptico, el cual está compuesto por más de un millón de fibras nerviosas pequeñas, que funcionan de manera similar a un cable eléctrico que tiene muchos alambres pequeños. Cuando estas mueren, se desarrollan puntos ciegos en la visión.
Entre los causantes de esta “desconexión” entre las fibras ópticas se encuentra el glaucoma, que según la Organización Mundial de la Salud (OMS) es la segunda causa más frecuente de ceguera en el planeta, se calcula que en 2020 lo padecían alrededor de 80 millones de personas.
En Colombia se estima que hay más de dos millones personas que presentan esta afección visual y apenas la mitad, saben que la padecen. De ahí la importancia de los estudios y diagnósticos oportunos que permitan prevenir la pérdida completa de la visión.
Juan David Alarcón Castiblanco, magíster en Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), se dio a la tarea de conocer la influencia de los movimientos oculares laterales en la biomecánica de los tejidos de la parte posterior del ojo, en concreto, sobre los tejidos de la cabeza del nervio óptico y tejidos de la región peri-papilar (retina, coroides y esclera), dado que es allí donde se ha ubicado la aparición de enfermedades como el glaucoma.
El investigador señala que, aunque en otros estudios se ha determinado que la presión que se presenta al interior de los ojos (intraocular), es una de las principales causas del daño en el canal óptico, la simulación de los movimientos oculares, hacen que los esfuerzos tangenciales que deforman los tejidos nerviosos aumenten en hasta 90 veces.
Explica que, “los tejidos del ojo y en general del cuerpo humano, tienen un comportamiento hiperelástico que les permiten volver a su forma original, sin embargo, estos se pueden ir deteriorando bajo ciertas condiciones, una de ellas puede ser por factores mecánicos”.
“Hay dos tipos de esfuerzos, uno normal que es como si al tener un cubo se cogiera de los extremos y se intentara alargar, y el esfuerzo tangencial se daría al poner el mismo cubo sobre una mesa y empezar a mover su cara de arriba hacia la derecha e izquierda”, agrega el ingeniero mecánico.
La estimación computacional en 3D evidenció que, “con los movimientos oculares se generaron un aumento muy alto en esas deformaciones tangenciales que no se habían estudiado antes y que vale la pena seguir estudiando para determinar las repercusiones que podría tener en la salud visual”.
Tecnología en la mira.
Ensayos invasivos sobre los tejidos ópticos son imposibles de realizar al ser estos elementos de gran fragilidad. Por eso, desde hace unos años se vienen utilizando modelos computacionales y simulación a través de métodos numéricos.
En el Grupo de investigación en biomecánica (GIBM) de la UNAL, con tomografías y resonancias magnéticas del ojo se hizo un boceto de este órgano y después se pasó a un softwarede diseño mecánico para generar el modelo en 3D.
“A través de un software de elementos finitos, que es un método numérico, se seleccionó cada uno de los tejidos y se les asignó unas propiedades mecánicas sacadas de diferentes artículos”, menciona.
El modelo 3D no es más que una representación, en este caso del ojo humano, y en él con ayuda de expertos en medicina, se incluyeron los tejidos; de esta manera se simularon los movimientos de derecha a izquierda que se pretendían analizar.
“Los tejidos se dividieron en cubos tridimensionales que, simulando esos movimientos específicos del ojo, permitieron tener información en cuanto a qué tanto se deformaban esos tejidos con las fuerzas a las que fueron sometidos”.
Para llegar al modelo en 3D, se partió de uno en 2D o bidimensional que se había utilizado en otras investigaciones del grupo. Alrededor de un año tomo el proceso para llevarlo a un tercera dimensión, que por su profundidad se asemeja a una figura real, realizar las simulaciones y analizar los resultados.
Según el magíster, con los resultados de esta investigación se espera que se realicen más estudios sobre el impacto que tienen las cargas y deformaciones en los tejidos del nervio óptico.
Sitio Fuente: DICyT