Matemáticas en las Ciencias de la Salud, Diapositivas de Física Médica

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ESCUELA DE MEDICINA

DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y CIENCIAS EXACTAS

Matemáticas de la Ingeniería Biomédica

BIOMECÁNICA

I.Q.I. Edmundo Alberto Vázquez Castro, M.C.

MMATEMÁTICAS EN CIENCIAS DE LA SALUD

Las habilidades matemáticas – habilidad para entender y usar los números en la vida diaria– es un componente importante, aunque poco entendido, del alfabetismo.

En el ámbito médico, las habilidades matemáticas incluyen múltiples aspectos, como ejemplo señalamos: interpretación de los estudios de laboratorio, entendimiento de la información nutrimental, cálculo y ajustes de dosis de medicamentos, interpretación de los resultados publicados en la bibliografía médica, sustento para la toma de decisiones, uso e interpretación de los riesgos y cálculo de probabilidades, etcétera.

Los matemáticos han hecho valiosas aportaciones a la medicina; entre ellos destacan, Karl Friedrich Gauss, Thomas Bayes, David Cox, Karl Pearson, cuyos apellidos ya forman parte del lenguaje médico que se usa en la práctica médica cotidiana.

La aplicación más visible de las matemáticas es la bioestadística y la biofísica. Incluso una prestigiada revista médica la ha ubicado como una de las aportaciones más importantes que recibió la medicina en el milenio pasado.

Los médicos y los interesados en las disciplinas biomédicas deberíamos estar mejor capacitados en el estudio y la práctica de las matemáticas, porque con frecuencia nos enfrentamos a serias dificultades no sólo para realizar investigación, si no para poder interpretar adecuadamente la bibliografía médica.

El campo de aplicación de las matemáticas en la educación médica es muy amplio, así por ejemplo están la posología (cantidad y modo de uso de un medicamento), la farmacología (mecanismo de acción de un medicamento y concentraciones), la radiología (recuerda que las imágenes diagnósticas son susceptibles de ser medidas en dos y aún tres dimensiones), el laboratorio clínico (sus valores se expresan en números).

Donde quieras encontrarás las matemáticas, en el caso de calcular la fecha para un parto, allí tomarás la fecha de última menstruación, al día le sumarás 7 y al mes le sumarás 9, y siempre obtendrás 40 semanas de embarazo, o lo que es lo mismo 280 días (40 sem. x 7 días). Los ejemplos son muchos.

MATEMÁTICAS APLICADAS A LA SALUD

Aunque te resulte extraño, las matemáticas están muy relacionadas con la alimentación. La licenciatura en Nutrición estudia los procesos que permiten que el organismo asimile los alimentos que ingerimos y la manera en la que éste los clasifica según los niveles de energía que aporten. Al tratarse de una carrera de carácter científico, ésta se apoya en el uso de otras ciencias, como la matemática. Y es que los números son fundamentales para poder hacer los cálculos en cuanto a las necesidades nutricionales de una persona. Con esto, queremos decir que las matemáticas estarán presentes a lo largo de la carrera universitaria y, en general, al ejercer la profesión. Por ejemplo: para determinar índices de sobrepeso o desnutrición, o evaluar el número de calorías que debe consumir cada persona según sus necesidades, entre otras labores.

TOPOLOGÍA

La topología es una rama de las matemáticas, que se ocupa del perfil y de la forma de las entidades tridimensionales, desde las moléculas de las proteínas hasta las galaxias. El DNA, enzimas, anticuerpos monoclonales, antígenos, aminoácidos y linfocitos, son unas cuantas de las proteínas del cuerpo, cuyas funciones están determinadas en gran parte por su perfil y forma. La topología por lo tanto, tiene gran aplicación en la biología y en la medicina. Es una herramienta básica en la síntesis y desarrollo de una nueva generación de diagnósticos, medicamentos y vacunas.

GENÉTICA

Los genetistas están realizando enormes esfuerzos para mapear la totalidad del genoma humano, sin embargo, en muchos laboratorios de fisiología se recurre a algoritmos contemporáneos aplicados a ecuaciones en la dinámica de fluidos, para determinar fenómenos como turbulencias en la sangre causados por válvulas cardíacas edematizadas o partículas de colesterol.

PERCENTILES En una gráfica de percentiles figuran varias líneas, cada una con un número: 3, 10, 25, 50, 75, 90 y 97. La curva central, generalmente más gruesa, representa el percentil 50 o media. Para conocer en qué percentil de altura se encuentra un niño, se debe buscar primero la edad en el eje horizontal. Luego, se traza una línea vertical desde ese punto. A continuación se busca la altura en el eje vertical, y se traza una línea horizontal por ese punto. Las dos rectas se cruzarán sobre alguna de las líneas de percentiles del gráfico. Ese será el percentil de peso. Por ejemplo, una niña de 8 años que mida 117 cm, se encuentra en el percentil 10. ¿Qué significa eso? Que si la comparamos con 100 niñas de su misma edad y sexo, habría 10 que medirían menos, mientras que las otras 90 serían más altas. Los percentiles son las tablas o curvas de crecimiento que utilizan los pediatras para valorar el desarrollo de los niños en función de unos valores de referencia admitidos de antemano como normales para niños de una misma edad, sexo y raza.

Rama Variable Ejemplo Aritmética Fármaco Dosis recetada Álgebra Cinética enzimática Riesgo cardiovascular Cálculo Gasto cardiaco Ecocardiograma Geometría Trazos en fracturas Cirugía plástica Estadística Manejo e interpretación de datos

Epidemiología, Salud Pública Probabilidad Pruebas de diagnóstico Enfermedades crónico-degenerativas. Genética