•Notícia

Per conèixer millor com funciona un òrgan o un sistema biològic complex com el cor o els pulmons, que es modifiquen de manera ràpida amb el temps, calen eines que ajudin a mesurar diverses variables relacionades amb la seva activitat. Així, després, es poden analitzar de forma el més contínua possible, d’acord a la seva funció vital.

En aquesta direcció, Benjamí Sánchez, investigador postdoctoral del Grup d’Instrumentació Electrònica i Biomèdica, del Departament d’Enginyeria Electrònica de la UPC, ha avançat en el desenvolupament d’eines per mesurar i identificar l’activitat del cor de manera continua, batec a batec, mitjançant la bioimpedància. El treball, fruit d’una tesi doctoral codirigida pels investigadors Ramon Bragós, del mateix grup de recerca, i Gerd Vandersteen, de la Vrije Universiteit Brussel (VUB), s’ha dut a terme en el marc d’una col·laboració entre ambdues universitats i investigadors del Servei de Cardiologia de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona, adscrits a la Universitat Autònoma de Barcelona.

El principi bàsic de la mesura de bioimpedància consisteix a aplicar un corrent elèctric altern de baixa intensitat i mesurar el voltatge generat a través d’electrodes que estan en contacte amb el cos. D’aquest manera, la bioimpedància proporciona, de forma no destructiva i mínimament invasiva, informació sobre els estats fisiològics de teixits i òrgans com el cor o els pulmons. Aquesta tècnica permet, per tant, obtenir dades sobre el funcionament dels sistemes cardiovascular i respiratori seguint la seva pròpia dinàmica temporal. L’investigador Benjamí Sánchez subratlla que, l’avenç de la nova tècnica de mesura, basada en senyals elèctrics multisinusoidals, és que aporta dades de l’espectre complet de forma contínua durant un període de temps, mentre que amb les tècniques tradicionals, com les basades en l'escombrat d'ones sinusoïdals, les dades es mesuren en períodes de temps més breus, i poden captar variacions globals en el comportament de l’òrgan o teixit però amb informació incompleta sobre com està funcionant realment dins del cicle del batec.

Un símil per entendre l’avenç que implica l’ús d’aquest mètode podria ser el del principi del cinema: no és el mateix captar mesures del cor, batec a batec, però amb interrupcions —com seria veure un film fotograma a fotograma—, que captar les dades de tota una seqüència i poder-les analitzar després de forma continuada —és a dir, com veure el film projectat tot seguit—. Per tant, amb les tècniques tradicionals el temps necessari per adquirir un espectre complet és molt més llarg que amb el mètode desenvolupat per aquest equip interdisciplinari.

Segons Sánchez, la recerca desenvolupada aporta un enfocament “completament diferent, donant lloc a nous conceptes, eines i models per obtenir una descripció més realista dels sistemes biològics complexos variables”. De fet, especifica l’investigador, “aquest mètode està basat en les anomenades eines d’anàlisi en el domini de la freqüència de sistemes que canvien en el temps”.

Benjamín Sánchez, que va realitzar la seva tesis doctoral l’any 2012, ha rebut un dels Premis extraordinaris de Doctorat de la UPC, lliurats el 23 de setembre en el decurs de l’acte d’inauguració del curs acadèmic.


La recerca també ha estat distingida amb el premi 2014 Martin Black al millor article publicat l’any 2013 a la revista científica Physiological Measurement, de l’Institute of Physics Publishing i l’Institute of Physics and Engineering in Medicine L’article, titulat A new measuring and identification approach for time-varying bioimpedance using multisine electrical impedance spectroscopy (‘Un nou enfocament de mesura i d'identificació de bioimpedància variable en el temps utilitzant espectroscòpia d'impedància elèctrica multisinusoidal’), ha estat el més descarregat en la versió digital de la publicació (amb més de 2.370 descàrregues a mitjans de setembre) i un dels articles més citats.

Un segon article, fruit de la col·laboració entre la UPC i la VUB en aquesta recerca, va ser publicat i distingit també el 2013 pels editors de Physiological Measurement, pels avenços que pot aportar en futures investigacions i les aplicacions que pot tenir en diverses tècniques mèdiques.

Actualment, els investigadors Ramon Bragós i Xavier Rosell continuen la línia de recerca aplicada a l’estudi de miocardi i també a la dinàmica de cultius cel·lulars in vitro, àmbits en els quals ja han experimentat en porcs. Per la seva banda, Benjamín Sánchez continua la seva recerca per esbrinar com actuen els mecanismes de generació de força durant la contracció muscular en pacients amb trastorns neuromusculars, com ara l’esclerosi lateral amiotròfica (ELA). Aquesta línia d’investigació la du a terme a l’hospital Beth Israel Deaconess Medical Center, de la Harvard Medical School, a Boston (Estats Units).