Acoplamiento de métodos prospectivos y reactivos para análisis de riesgo en medicina con radiaciones ionizantes / Matching between prospective and reactive methods for risk analysis in ionizing radiation medicine

Resumen Entre los enfoques prospectivos más empleados a nivel mundial para la medicina con radiaciones ionizantes está la matriz de riesgo y los análisis de modos y efectos de fallo. Por otra parte, existen varios sistemas reconocidos a nivel mundial para análisis de riesgo reactivo en estas prácticas, destacándose ROSIS, SAFRON y ARIR. En la investigación se persigue desarrollar y aplicar una metodología de integración de los métodos referidos para el análisis de riesgo en la medicina con radiaciones ionizantes. Su informatización se realizó con el código cubano SECURE-MR-FMEA versión 3.0. Se propuso una taxonomía para la base de datos de incidentes (BDI) acoplada al software y se programó el análisis de correspondencia de los modelos estudiados de radioterapia para facilitar su selección por criterios de expertos. Los resultados de este acoplamiento permiten validar los modelos de estudios prospectivos empleados, analizando su cobertura y representatividad en la BDI, así como para el análisis de las causas raíces o básicas. Dentro de los patrones de riesgo más representados están los del acelerador lineal y cobaltoterapia. Los estudios realizados en este ámbito han sido comparados con algunos similares reportados, demostrándose la coherencia de los resultados. La BDI ha sido enriquecida con la consulta de reportes publicados sobre medicina nuclear y el transporte de material radiactivo, para poder aplicar las facilidades creadas. Esta investigación facilita la toma de decisiones más eficaz y efectiva, para la mejora de la seguridad y calidad de la medicina con radiaciones ionizantes.

Abstract The most useful prospective methods to risk analysis in ionizing radiation medicine are the risk matrix and the failure mode and effect analysis. In another hand, at the world level developed various systems for reactive risk analysis, for example ROSIS, SAFRON and ARIR. In the research will follow to development and use an integration methodology of these methods. This approach was introduced in the Cuban code SECURE MR-FMEA version 3.0. A specific taxonomy for the incident data base (IDB) coupled with the code was developed and it was created the correspondence analysis of studied models for radiotherapy for allows the selection by expert criteria. The result of this matching allows the validation of the risk patterns by risk matrix or FMEA approach, through the coverage or representative studies in the incident data base. The most representative risk patterns in the incident data base are the linear accelerator and cobalt therapy. The comparison between the results of the investigation and other similar studies are available in the paper. The IDB incorporated de radionuclide therapy and transport of radioactive materials events.This research facilitates the decision-making in improvements of safety and culture in the ionizing radiation medicine.

Development of clinically based prediction models using machine learning and Bayesian statistics / Desarrollo de modelos de predicción basados clínicamente utilizando aprendizaje automático y estadísticas bayesianas

Abstract In this work, the framework for developing generic clinically based models is emphasized and illustrated with Bayesian statistics neurologic grade prediction models in order to exemplify the type of models that can be developed from a mathematical point of view. The models are based on clinical records of patients who underwent radiotherapy treatment due to glioblastoma which is an aggressive brain cancer. A first model requires as a parameter the neurologic grade of the patient before the treatment then predicts the grade after the treatment. A second, enhanced, model was developed with the aim of making the prediction more realistic and it uses the neurologic grade before the treatment as well, but it additionally depends on the Clinical Target Volume (CTV). Furthermore, with the aid of Bayesian statistic we were able to estimate the uncertainty of the predictions.

Resumen En este trabajo el marco teórico, para desarrollar modelos genéricos basados en datos clínicos, se enfatiza e ilustra con estadísticas bayesianas las cuales predicen grados neurológicos para ilustrar los tipos de modelos que se pueden desarrollar desde un punto de vista matemático. Los modelos se basan en datos clínicos de pacientes que se han sometido a radioterapia por causa de un glioblastoma, el cual es un cáncer de cerebro agresivo. Un primer modelo requiere como parámetro el grado neurológico del paciente antes del tratamiento y predice el grado después del tratamiento. Un segundo modelo, mejorado, fue desarrollado con el propósito de hacerlo más real, éste emplea también el grado neurológico antes del tratamiento; además depende del Volumen Blanco Clínico (CTV por sus siglas en inglés). Por último, con el uso de estadísticas bayesianas fue posible estimar la incertidumbre de las predicciones.

A evolução do comportamento cultural humano: apontamentos sobre darwinismo e complexidade / The evolution of human cultural behavior: notes on Darwinism and complexity

Resumo Foram analisadas três escolas que constituem o eixo dos estudos da evolução do comportamento humano dentro do paradigma da evolução por seleção natural: a ecologia comportamental humana, a psicologia evolutiva e a herança dual. O panorama darwinista foi identificado por meio dessas três correntes. Dessa análise foram identificadas lacunas teóricas que parecem reduzir a capacidade explicativa desse conjunto de escolas quanto à diversidade do comportamento evolutivo humano. Entre os pontos de fragilidade estão questões ligadas ao conceito de sucesso reprodutivo, tipos de adaptação e alvos de seleção. Como saída para essas questões, propõe-se o uso de uma abordagem interdisciplinar, tendo como matriz os sistemas adaptativos complexos.

Abstract The article analyzes three schools that can be understood as central in studies of the evolution of human behavior within the paradigm of evolution by natural selection: human behavioral ecology (HBE), evolutionary psychology, and dual inheritance. These three streams of thought are used to depict the Darwinist landscape and pinpoint its strong suits and limitations. Theoretical gaps were identified that seem to reduce these schools’ ability to account for the diversity of human evolutionary behavior. Their weak points include issues related to the concept of reproductive success, types of adaptation, and targets of selection. An interdisciplinary approach is proposed as the solution to this dilemma, where complex adaptive systems would serve as a source.

Caos, complejidad y cardiología / Chaos, complexity and cardiology

La ciencia es una disciplina en constante evolución. La medicina moderna está basada en la ciencia. El paradigma médico vigente es lineal y reduccionista. Existe una nueva teoría general avalada por cálculos computacionales avanzados, la teoría del caos y la complejidad. Esta nueva visión probablemente modificará la práctica de la medicina. La cardiología fue una puerta de entrada de la complejidad, al campo de la medicina. El caos y los fractales son fenómenos frecuentes en la fisiología cardiovascular. Además, los análisis computacionales de los ritmos cardiacos han permitido conocer mejor enfermedades complejas, muy frecuentes en la práctica clínica, que no eran entendibles mediante acercamientos lineales y reduccionistas. Tal es el caso de las disautonomías, incluyendo los síndromes de intolerancia ortostática, el síndrome X cardiaco y la fibromialgia, entre otros. Desde la perspectiva de la complejidad, se desprende una diferente actitud diagnóstica y terapéutica, el holismo científico.

Science is an ever-changing discipline. Modern medical knowledge is based on science. Current medical paradigm is both linear and reductionist. There is a new general theory validated by computer’s calculations named chaos and complexity theory. This new paradigm will probably have an impact on medical practice. Cardiovascular physiology may display fractal and/ or chaotic behavior. Computerized heart rhythm analyses enhanced our understanding of complex diseases otherwise not explainable by current linear-reductionist paradigms. Cases in point are diverse dysautonomia including orthostatic intolerance, cardiac X syndrome and fibromyalgia. Derived from this, new knowledge is a different diagnostic and therapeutic stance: scientific holism.

Mecánica estadíttica, neodarwinismo y la prefiguración de las ciencias de la complejidad / Statistical Mechanics, Neo-Darwinism and the Prefiguration of the Science of Complexity

En este artículo pretendo mostrar que: 1. Para los fundadores de la genética de poblaciones, Fisher y Wright, existía una relación muy estrecha entre la física y la biología. 2. El deseo de matematizar la genética de poblaciones buscaba darle al evolucionismo el estatus de -ciencia dura-, al mismo nivel que la física de Boltzmann y Maxwell. 3. Este esfuerzo estuvo orientado a mostrar que la evolución por selección natural no se opone a las leyes termodinámicas que rigen la evolución de los sistemas físicos. 4. La metáfora que paradójicamente presenta a los seres vivos como -demonios de Maxwell- anticipó aspectos de las teorías evolutivas modernas que recurren a las ciencias de la información y la termodinámica de sistemas complejos adaptativos desarrolladas por Prigogine en 1970 y Kauffman en 1993. 5. Para finalizar presento un contraste entre Darwin y Einstein que permite esclarecer mejor los puentes y conexiones bidireccionales que se establecen entre la biología y la física.

This paper aims to illustrate: 1. that for the founders of population genetics, Fisher and Wright, there was a close relationship between physics and biology. 2. The mathematics of population genetics aimed at placing evolutionary theory as a -hard science- at the same level as Boltzmann and Maxwell’s physics. 3. This effort showed that the concept of evolution by natural selection does not contradict the laws of thermodynamics that rule the evolution of physical systems. 4. The metaphor that paradoxically represents living beings as -Maxwellian demons- anticipated some aspects of the present day evolutionary theories that recur to the thermodynamic of complex adaptive systems as developed by Prigogine, 1970, and Kauffman, 1993. 5. To conclude, I contrast Darwin and Einstein in order to clarify, how can be understood today, the bridges and bidirectional connections between physics and biology.

La educación médica frente a los retos de la sociedad del conocimiento / Medical Education Challenged by the Learning Society

El presente trabajo cuestiona los paradigmas dominantes en la educación médica y establece la necesidad de participar en la investigación del aprendizaje in situ, para incorporar a la educación médica como elemento indispensable del proceso de gestión del conocimiento, analiza el sistema de salud considerado como sistema complejo adaptativo y concluye en la necesidad de construir nuevos paradigmas educativos.

This paper analyzes the limitations of dominant paradigms in education and identifies the necessity of research-situated learning in real environments and how medical education must be involved with knowledge management in real, complex, adaptive systems, and concludes with the need for constructing novel educative paradigms with regard to new educational paradigms.