Μοντέλο καρδιάς για τους γιατρούς, βασισμένο στη φυσική

Από σελίδα UniSci, 23 Ιανουαρίου 2002

Μια νέα προσομοίωση με υπολογιστές επιτρέπει τώρα στους γιατρούς και φυσικούς, να κάνουν ένα μοντέλο για τους κτύπους της ελαττωματικής καρδιάς (αρρυθμίες), που μπορεί να προκαλέσει καρδιακή παύση, και να δημιουργήσει  επανειλημμένως επεισόδια της αρρυθμίας, ψάχνοντας έτσι για τον καλύτερο τρόπο της θεραπείας της.

Ο κτύπος της καρδιάς ελέγχεται από ένα κύμα ηλεκτρικής δραστηριότητας που αρχίζει στον κόμβο του αριστερού κόλπου - το φυσικό βηματοδότη της καρδιάς - και διαδίδεται προς τα έξω. Σε μια υγιή καρδιά κάθε κύμα έχει εξασθενίσει αρκετά ώσπου να φθάσει το επόμενο κύμα. Αλλά εάν αυτό δεν συμβαίνει, μπορεί να οδηγήσει σε μια καρδιακή προσβολή.

Ο Δρ Richard Clayton από το Πανεπιστήμιο του Λιντς, παρουσίασε στο Ίδρυμα της Φυσικής το θέμα "Προσομοίωση και Μοντελοποίηση που εφαρμόζεται στην Ιατρική", στο Λονδίνο. Αυτός κατέδειξε πώς ένα μοντέλο καρδιάς που βασίζεται στη φυσική, θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένη θεραπεία.

Μοντέλο καρδιάς

"Κατά τη διάρκεια που κτυπάει μια υγιής καρδιά, ένα κύμα ηλεκτρικής δραστηριότητας (παλμός) σαρώνει μέσω του μυός της καρδιάς, που κινείται από την εσωτερική προς την εξωτερική επιφάνεια κάνοντας την καρδιά να αρχίζει να συστέλλεται, πριν να σβήσει ο παλμός.

Κατά τη διάρκεια της καρδιακής παύσης, αυτό το κανονικό μοντέλο είναι διαταραγμένο. Η ηλεκτρική δραστηριότητα (παλμός) αποτυγχάνει να σβήσει σωστά, και κινείται γύρω από το μυ, με ένα ταραχώδες πρότυπο, προκαλώντας μια αρρυθμία γνωστή ως κοιλιακός ινιδισμός", εξηγεί ο Clayton. " Το λεπτομερές βιοφυσικό και ανατομικό μοντέλο μας μπορεί να μιμηθεί αυτήν την δραστηριότητα και μπορούμε έπειτα να εξετάσουμε τις διαφορετικές φαρμακολογικές και φυσικές θεραπείες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τον ασθενή."

Η προσομοίωση απαιτεί τεράστοα υπολογιστική ισχύ, ακόμη κι αν χρησιμοποιηθεί υψηλής ταχύτητας εξοπλισμός, διαρκεί δε και 24 ώρες για να μιμηθεί ένα δευτερόλεπτο της δραστηριότητας της καρδιάς.

Το τελικό αποτέλεσμα, εντούτοις, είναι μια ακολουθία έγχρωμων εικόνων μιας καρδιάς που κτυπά, εμφανίζοντας έτσι το πρότυπο της ηλεκτρικής δραστηριότητας και που επιτρέπουν στους ερευνητές να απεικονίσουν τα αποτελέσματα της διαφορετικής θεραπείας για κάθε ασθενή.

"Συγχρόνως, μπορούμε να μιμηθούμε τα ηλεκτρικά σήματα που θα ανιχνεύονταν από εξωτερικές κανονικές συσκευές ελέγχου και θα επεδείκνυαν πώς αυτή η ιδιαίτερη κατάσταση της καρδιάς θα εμφανιζόταν με το κανονικό κλινικό ίχνος ενός ηλεκτροκαρδιογραφήματος," λέει ο Clayton.

Αυτό επιτρέπει στο σύστημα προσομοίωσής τους, να παρέχει τις πληροφορίες εκείνες που θα βοηθήσουν στην καθημερινή φροντίδα των ασθενών εκείνων που είναι επιρρεπείς σε κοιλιακούς ινιδισμούς μετά από ένα καρδιακό επεισόδιο.