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Universidad de Harvard: diagnóstico más rápido de las enfermedades cardiacas

 
 

Los infartos de miocardio, la principal causa de muerte en todo el mundo, se producen cuando la placa acumulada en las paredes arteriales se desprende y bloquea el paso de la sangre al corazón.

El reto

Hasta un 80% de los ataques al corazón están causados por placa que no se detecta mediante los sistemas de diagnóstico por imagen convencionales. Incluso la visualización del 20% detectable exige el uso de procedimientos endoscópicos invasivos por los que es preciso introducir un catéter en el sistema vascular del paciente con el objeto de tomar imágenes de la placa arterial.

Este nivel de incertidumbre con respecto a la ubicación exacta de la placa potencialmente peligrosa representa un reto importante para los cardiólogos. Hasta ahora, había un cierto componente de "adivinación" por parte de los especialistas para determinar cuándo y dónde debían colocar una endoprótesis vascular (stent) en pacientes con obstrucciones arteriales. Conocer la ubicación de la placa podría mejorar enormemente los procesos de diagnóstico y atención del paciente, y salvar muchas vidas.

La solución

Un equipo de investigación formado por doctores de la Facultad de Medicina de Harvard y el Brigham & Women’s Hospital de Boston, Massachusetts, ha descubierto un método no invasivo para localizar la placa potencialmente peligrosa en las arterias de los pacientes. Utilizando la gran capacidad computacional de las GPU, pueden crear una modelo altamente individualizado de la corriente sanguínea de los pacientes en estudios hemodinámicos. La acumulación de la placa está muy relacionada con la forma (o la geometría) de la estructura vascular de una persona. Las dobleces de una arteria tienden a ser zonas propensas a la concentración de placa.

Mediante el uso de dispositivos de diagnóstico por imagen como los escáneres, los científicos pueden crear un modelo del sistema circulatorio de un paciente. A partir de ahí, es posible realizar una simulación avanzada del flujo sanguíneo en un ordenador para identificar la zonas con baja tensión de cizallamiento endotelial en la pared arterial. Para realizar una simulación compleja como ésta, es necesario modelar el paso de miles de millones de elementos del fluido por el sistema vascular. Las zonas con poca tensión de cizallamiento indican que se ha formado placa dentro de la pared vascular, lo que impide que la corriente sanguínea toque el interior del vaso. El resultado global de la simulación proporciona a los especialistas un mapa de riesgo arterioesclerótico que permite conocer la localización de la placa oculta y puede servir como indicador de los posibles puntos de colocación de stents. Y todo ello, sin necesidad de utilizar técnicas de diagnóstico invasivas ni cirugía exploratoria.

El resultado

Las GPU proporcionan 20 veces más capacidad de cálculo y 10 veces más rendimiento por dolar para la reconstrucción de imágenes y la simulación del flujo sanguíneo, con lo que hacen factible la utilización de estas técnicas de simulación avanzadas en la práctica clínica. Sin las GPU, la cantidad de sistemas de cálculo necesarios harían impracticable (en tamaño y gasto) el uso de la hemodinámica como método de estudio. Dado que puede detectar la placa arterial peligrosa antes que cualquier otro método, se espera que este revolucionario hallazgo salve numerosas vidas cuando se apruebe su aplicación en centros sanitarios y de investigación.

El TC de 320 detectores ha permitido reproducir las imágenes del corazón durante un latido, de modo que es posible evaluar la opacificación producida por el contraste coronario en un determinado momento. Por su parte, la reproducción del curso de las arterias en 3D permite a los investigadores simular la corriente sanguínea a lo largo del sistema vascular utilizando métodos de dinámica de fluidos computacional con los que es posible calcular la tensión de cizallamiento.



 
 
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