Virtuális szívmodellt fejlesztettek ki kutatók
A szív- és érrendszeri problémák a világon a leggyakoribb betegségek közé tartoznak. Az Európai Unióban évente 1,9 millió ember hal meg kardiovaszkuláris betegségekben. Éppen ezért fontos a megelőzés, amiben egyre nagyobb szerepet kapnak a számítógépek.
A kardiovaszkuláris betegségek gyakran végződnek szívelégtelenséggel, amit egyaránt okozhat magas vérnyomás vagy szívizomgyulladás is. Sajnos nem minden terápia sikeres, ennek okát számítógépes elemzésekkel kutatják a szakemberek. Az ilyen úgynevezett in-silico modellek segítségével elkészíthető az emberi szív virtuális másolata, amely a legapróbb részleteket is tartalmazza, ráadásul személyre szabható, így megjeleníthetők az adott betegre jellemző tünetek. Ennek köszönhetően kimutatható, hogy egy alkalmazott terápia sikeres lehet-e vagy sem. Mindez hatalmas segítség a kezelőorvosoknak.
Gernot Plank professzor, a Grazi Orvostudományi Egyetem Biofizikai Intézetének munkatársa 15 éve tanulmányozza az in-silico modelleket. "Ezek segítségével gyakorlatilag az összes szerv, ebben az esetben a szív sejtjei lemodellezhetők. Megjeleníthetők a biokémiai folyamatok, valamint a különböző elváltozások. Az orvosok számára ez egy egyértelműen előnyös megoldás" – jelentette ki a szakember.
A képszeletekből (balra) számítógépes modelleket generálnak (középső), melyből a szimulálni tudják a szerv elektromechanikai folyamatait (jobbra)
Az egyik legnagyobb kihívást az jelentette, hogy miként helyezhetik el a rendszerben a betegekkel kapcsolatos információkat. Az elkészített számítógépes modell gyakorlatilag valós időben mutatja be az adott páciens szívének működését. Az új lehetőségeknek azonban komoly ára van, a rendszer működtetése ugyanis rendkívül erőforrás-igényes. A mai szuperszámítógépek már képesek egy emberi szívverést néhány perc alatt lemodellezni, de ehhez legalább 16 000 CPU-mag együttes erejére van szükség.
A grazi projekt egyik fő célja a terápiák hatékonyságán növelése mellett a gyógyszerfejlesztés tökéletesítése. Jelenleg egy piacképes gyógyszer átlagos fejlesztési ideje körülbelül 13 év, míg a költségek 250 millió eurót tesznek ki. Az új szívmodell segítségével a tesztelési folyamat jelentősen felgyorsulhat, hiszen szimulálható, hogy az emberi szív miként reagál majd egy készítményre, milyen hatások és mellékhatások léphetnek fel a kezelés során. Plank a kutatások, illetve a rendszer kifejlesztése során együttműködik a Grazi Orvostudományi Egyetem Sebészeti Klinikájának kardiológiai részlegével, továbbá a John Hopkins Egyetem egyik intézetével és a londoni Kings College orvostudományi iskolájával.
