Método matemático construye corazones sintéticos para identificar cómo la forma del corazón podría estar relacionada con la enfermedad
Crédito: CC0 Public Domain
Investigadores del King’s College de Londres han creado réplicas en 3D de corazones adultos sanos de tamaño completo a partir de imágenes de tomografía computarizada (TC) y analizó cómo la forma cardíaca se relaciona con la función.
Publicado hoy en PLOS Computational Biology, el estudio también incluye 1000 nuevos corazones sintéticos que se han hecho de acceso abierto, lo que permite a los investigadores descargarlos y usarlos para probar nuevos algoritmos, probar terapias in-silico, ejecutar más análisis estadísticos o generar formas específicas. de los modelos promedio.
El análisis estadístico de la forma es una técnica que permite el estudio riguroso de los cambios anatómicos del corazón en diferentes sujetos. Usando esta técnica, a partir de una cohorte de 20 corazones adultos sanos, los investigadores crearon un corazón promedio y luego ajustaron deformando este corazón promedio para obtener 1000 corazones enteros 3D nuevos y sintéticos.
Al hacer que el corazón sintético se desvíe de se puede crear la forma promedio de corazones más anormales o extremos, limitada por el rango de variación observado en la cohorte.
El investigador principal, Cristóbal Rodero, dijo: «Incluso en personas sanas, todos tienen una forma de corazón ligeramente diferente. Conocer estas diferencias y cómo afectan la función cardíaca es una tarea para la cual las simulaciones por computadora son una herramienta ideal».
Con los datos, los investigadores pueden ejecutar simulaciones electromecánicas en los 20 corazones más 38 casos extremos en los que algunos características, seleccionadas automáticamente, se exageraron, como corazones más grandes o más pequeños o con paredes más gruesas.
El Sr. Rodero dijo que la investigación es el primer hito en nuestra comprensión de cómo los cambios anatómicos sutiles pueden afectar la función y allana el camino para o otros investigadores para replicar y expandir los resultados del estudio.
«Esta investigación podría usarse como un diagnóstico temprano más adelante. Por ejemplo, descubrimos que hay un área en el corazón justo antes de la aorta que, cuando se vuelve más gruesa, tiene un gran impacto en la función predicha».
«Este rasgo anatómico tiene fuertes vínculos con el últimos resultados de mi colega Maciej Marciniak en el estudio de los patrones de hipertrofia local, también publicados en su reciente estudio en el Journal of Hypertension».
El núcleo del estudio se basa en la capacidad de simular los latidos del corazón mediante computadora, un proceso complejo que requiere supercomputadoras (más de 200.000 horas de cómputos que se ejecutan en paralelo y tardan unos 5 días).
El truco entonces es aprender los mecanismos que se simulan en lo que se llama emuladores que producen el resultado de la simulación en una fracción de segundo.
Construir estos emuladores no solo agiliza el proceso, sino también la forma de identificar cuáles son los factores importantes relacionados con la salud y las enfermedades cardíacas, y cómo este estudio aborda el problema. problema complejo de cómo la forma cardíaca se relaciona con la función ción.
La visión en este campo de investigación es un futuro en el que nuestros gemelos digitales, nuestras réplicas computacionales personalizadas, respalden las decisiones en el manejo de las enfermedades cardiovasculares, como describen los autores en un libro blanco en el European Heart Journal. .
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La resonancia magnética muestra que el flujo sanguíneo es diferente en hombres y mujeres Información de la revista: PLoS Computational Biology , European Heart Journal
Proporcionado por King’s College London Cita: El método matemático construye corazones sintéticos para identificar cómo la forma del corazón podría estar relacionada con la enfermedad (15 de abril de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-mathematical-method-synthetic-hearts -heart.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.