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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E3 - Corazón
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Llenado y autorregulación contráctil
El llenado ventricular estira las fibras y sus unidades contráctiles; un mayor estiramiento aumenta la fuerza del latido siguiente y eleva el volumen expulsado. La relación tiene un estiramiento óptimo: al acercarse a él el beneficio se satura y, si el llenado sigue aumentando, la fuerza puede dejar de crecer o disminuir.
Grupo 2: Grupo 2: Tensión de pared y remodelado ventricular
La tensión de la pared aumenta cuando crecen la presión intraventricular o el radio ventricular y disminuye cuando aumenta el grosor de la pared. Una presión sostenidamente alta favorece el engrosamiento adaptativo, que inicialmente reduce la tensión por fibra; una dilatación con aumento desproporcionado del radio vuelve a elevar la tensión y favorece progresión hacia insuficiencia cardiaca.
Grupo 3: Grupo 3: Fracción de eyección y trabajo presión-volumen
La fracción de eyección compara el volumen expulsado con el volumen acumulado antes de la contracción y resume la función sistólica. Una fracción baja identifica contracción reducida; una fracción preservada con síntomas orienta a problemas de relajación y llenado. El trabajo por latido corresponde al área encerrada por el bucle presión-volumen y puede medirse registrando simultáneamente presión y volumen.
Grupo 4: Grupo 4: Demanda de oxígeno e isquemia coronaria
El costo de oxígeno del miocardio aumenta con la intensidad del trabajo cardiaco y se aproxima clínicamente mediante frecuencia cardiaca multiplicada por presión arterial máxima. El flujo coronario debe cubrir esa demanda; cuando la demanda supera el suministro disponible se cruza un umbral de isquemia y puede aparecer angina, con riesgo de infarto.
Grupo 5: Grupo 5: Recuperación eléctrica y riesgo arrítmico
Cada latido requiere que la recuperación eléctrica termine antes del siguiente. El intervalo QT corregido resume ese tiempo ajustándolo por la frecuencia cardiaca; cuando supera un umbral seguro, aumenta el riesgo de arritmia ventricular grave, independientemente del balance de oxígeno del miocardio.
Grupo 6: Grupo 6: Potencia hidráulica y eficiencia mecánica
La potencia hidráulica aumenta con la sangre bombeada por minuto y con la presión arterial media. Solo una fracción minoritaria de la energía química consumida se transforma en trabajo mecánico útil y el resto se disipa como calor. En insuficiencia cardiaca la eficiencia disminuye, por lo que se requiere más consumo de oxígeno para sostener un mismo trabajo útil, reforzando la carga metabólica.
Grupo 7: Grupo 7: Integración clínica de la función cardíaca
La evaluación clínica integra fracción de eyección, trabajo presión-volumen, consumo de oxígeno, QT corregido y rendimiento mecánico. Estos indicadores distinguen contracción reducida de problemas de llenado, señalan desequilibrio entre demanda y suministro coronario, riesgo arrítmico y pérdida de eficiencia, y permiten anticipar progresión hacia insuficiencia cardiaca.
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