Новости

Гарвард: Более быстрое распознавание скрытых проблем сердца

 
 

Сердечные приступы являются ведущей причиной смерти во всем мире. Они возникают вследствие блокировки потока крови к сердцу, вызванной наростами на стенках артерий.

ЗАДАЧА

До 80% сердечных приступов вызваны наростами, которые невозможно обнаружить на традиционных медицинских изображениях. Даже обнаруживаемые 20% требуют инвазивных эндоскопических процедур, при которых несколько футов труб вводятся в организм пациента, чтобы сфотографировать артериальный нарост.

Подобная неоднозначность в точном определении места расположения потенциального нароста усложняет задачу кардиологов. Определение необходимости и места размещения артериального стента в теле пациента с блокировкой потока крови всегда было игрой в догадки. Точное знание расположения нароста позволяет оказать значительно более эффективную помощь пациенту и спасти жизни.

РЕШЕНИЕ

Исследователи, включая практикующих докторов из Медицинской школы Гарварда и Больницы для Женщин им. Брайэм (Brigham) в Бостоне, штат Массачусетс, открыли неинвазивный метод обнаружения наростов в артериях пациентов. Благодаря вычислительным возможностям GPU они смогли создать индивидуальную модель потока крови в организме пациента для изучения движения крови, являющегося задачей гемодинамики.

Появление наростов на стенках артерий очень сильно зависит от формы – или геометрии – артериальной структуры пациента. Особенно часто наросты формируются на сгибах артерий.

Используя устройства для создания изображений, такие как компьютерная томография, ученые могут создать модель кровеносной системы пациента. На их основе при помощи компьютера создается продвинутая модель динамики крови в артериях пациента, чтобы определить области в которых изменения эндотелия могут нанести вред стенке артерии. Данные сложные моделирования требуют симуляции движения миллиардов элементов жидкости через артерии системы. Изменение давления потока крови обычно указывает на то, что в данной области на внутренней стенке артерии сформировался нарост, препятствующий нормальному контакту потока крови с внутренней стенкой. Общий результат моделирования позволяет врачам создать атеросклеротическую карту риска. Такая карта указывает на местонахождения скрытых наростов и может подсказать, где устанавливать стенты, - и все это достигается неинвазивным путем при помощи создания медицинских изображений и безоперационно.

ЗНАЧЕНИЕ

Благодаря тому, что GPU обеспечивают в 20 раз более высокую вычислительную производительность и на порядки более высокую производительность на доллар в приложениях реконструкции изображений и моделирования потока крови, такие продвинутые техники моделирования становятся практически применимыми на клиническом уровне.

Использование гемодинамического подхода было бы невозможно без GPU, учитывая количество требуемых вычислительных устройств, их размер и стоимость. Благодаря невероятным возможностям данного метода в определении опасных наростов на артериях намного раньше, чем на это способны любые другие методы, данный революционный подход может спасти множество жизней, когда он будет широко применен в больницах и исследовательских центрах.


Благодаря 320 детектору ряда в КТ стало возможным создание коронарного изображения при одном ударе сердца, позволяющего определить изменение коронарного контраста в момент времени. В свою очередь полный курс артерий в 3D позволяет ученым моделировать поток крови при помощи симуляций движения жидкости, и соответственно, вычислять изменение давления на эпителий.



 
 
 
 
VKontakteMail.ruOdnoklassniki.ruGoogle+Facebook