BASIN ODASI

Harvard Üniversitesi: Gizli Kalp Sorunlarının Daha Hızlı Bulunması

Kalp krizi tüm dünyada ölüm nedenlerinin en başında geliyor. Kalp krizi, atardamar duvarları üzerinde oluşan plakların yerinden ayrılarak kalbe kan akışını bloke etmesiyle meydana gelir.

SORUN


Kalp krizlerinin yaklaşık %80’ine, geleneksel tıbbi görüntüleme ile saptanamayan plaklar neden olur. Tıbbi görüntüleme ile saptanabilen %20’yi görüntülemek bile, arteriyel plak görüntüsü alabilmek amacıyla neredeyse bir metre hortumla gerçekleştirilen invaziv endoskopik yöntemler gerektirmektedir.

Potansiyel ölüm tehlikesi taşıyan plakların tam konumuna dair bu belirsizlik kardiyologlar için önemli bir sorundur. Kalp uzmanlarının, blokaj sorunu olan hastalara arteriyel stent takılıp takılmayacağını, takılacaksa nereye yerleştirileceğini belirlemeleri geçmişte bir tahmin oyunundan öte gidemiyordu. Plakların konumunu bilmek hasta bakımını önemli ölçüde iyileştirebilir ve hayatlar kurtarabilir.

ÇÖZÜM


Arterial Structure

Massachusetts Boston'daki Harvard Medical School ve Brigham & Women's Hospital doktorları başta olmak üzere bir araştırma ekibi, hasta atardamarındaki tehlikeli plakların bulunması için invaziv olmayan bir yöntem buldular. GPU'ların hesaplama gücünden faydalanarak, hemodinamik adı verilen kan akışı çalışmasında hasta içinde oldukça özelleştirilmiş bir kan akış modeli oluşturabildiler.

Plak oluşumu, hastanın arteriyel yapısının şekli – ya da geometrisi – ile yakından ilişkilidir. Bir arterdeki kıvrımlar tehlikeli plak için yerleşim bölgeleri olmaktadır. Bilim adamları, CT taraması gibi görüntüleme cihazları kullanarak hastanın dolaşım sisteminin bir modelini oluşturabilmektedir. Buradan, arteriyel duvar üzerindeki azalmış endotel shear stres alanlarını belirlemek üzere bilgisayarda, hasta arterlerindeki kan akışının gelişmiş bir akışkan dinamik simülasyonu yapılabilir.

Bunun gibi karmaşık bir simülasyon, milyarlarca akışkan zerrenin arter sisteminden geçerken modellenmesini gerektirir. Azalmış shear stres bölgesi, iç arter duvarlarında plak oluştuğunu ve kan akışının iç duvarla temasını önlediğini gösterir. Bu simülasyonun genel sonucu, doktorların bir aterosklerotik risk haritası elde etmelerine olanak verir. Bu harita kardiyologlara gizli plak konumuna dair bilgi veir ve gerekli görüldüğünde stentin nereye yerleştirilmesi gerektiği konusunda bir gösterge olur. Tüm bu bilgilere invaziv görüntüleme tekniklerine veya cerrahi yöntemlere gerek kalmadan erişilebilir.

SONUÇ


GPU'lar, bir görüntünün yeniden oluşturulması ve kan dolaşımı simülasyonu uygulamasında maliyete göre 20 kat daha fazla hesaplama gücü ve daha fazla performans sunarak bu gelişmiş teknikleri klinik düzeyde pratik kılmaktadır.

GPU'lar olmadan, hesaplama donanımı —boyut ve harcamalar açısından—hemodinamik yaklaşımı kullanılabilir yapamazdı. Tehlikeli bir arteryel plağı diğer tüm yöntemlerden daha önce saptayabildiği için, hastanelerde ve araştırma merkezlerinde kullanılması onaylandığında bu büyük buluşun çok sayıda hayat kurtarması beklenmektedir.

320 dedektör-row CT tüm koroner kontrast opasifikasyonunun tek bir zaman noktasında değerlendirilebilmesi için tek bir kalp atım koroner görüntüsüne olanak vermiştir. Arterlerin tam 3D görüntüsü, araştırmacılara hesaplamaya dayalı akışkan simülasyonları kullanarak akan kanı simüle etme ve devamında endotel shear stres hesabı yapma olanağı verir.