Nowości

Układy GPU Tesla pomagają we wczesnym wykryciu niebezpiecznych płytek miażdżycowych w tętnicach
Heartplaque

Zawały serca są główną przyczyną zgonów na świecie zabijając 500000 ludzi rocznie w samych tylko Stanach Zjednoczonych. Około 80 procent z tych zgonów to zgony pacjentów, u których doszło do zawału serca spowodowanego ukrytymi we wnętrzu tętnic płytkami miażdżycowymi, których nie wykryto przy pomocy konwencjonalnych metod diagnostyki obrazowej. Wiedza na temat położenia blaszek miażdżycowych pozwoli istotnie usprawnić opiekę nad pacjentami i uratować ich życie.

Wyzwanie


Obecne metody endoskopowe wymagają wprowadzenia do pacjenta rur, aby wykonać zdjęcia płytek w tętnicach oraz miejsc ich gromadzenia. Ta ograniczona metoda obrazowania pozostawia wątpliwość, co do rzeczywistego umiejscowienia potencjalnie śmiercionośnych płytek, tworząc swego rodzaju zgadywankę dla specjalistów kardiologów chcących określić czy i gdzie powinno się założyć stenty tętnicze u pacjentów z niedrożnością naczyń.

Rozwiązanie


Inżynierowie z Uniwersytety Harvarda, Harvard Medical School oraz Bringham & Women’s Hospital w Bostonie połączyli siły, aby zapobiec nieoczekiwanym zgonom pacjentów dzięki nieinwazyjnemu systemowi, który pozawala oszacować lokalizację śmiercionośnych płytek znajdujących się w tętnicach. Wykorzystując zaawansowany algorytm dynamiki płynów symulujący na komputerze przepływ krwi w ciele pacjenta możliwe jest określenia miejsc w śródbłonku ściany tętnicy o zmniejszonym naprężeniu ścinającym.

Wykorzystując moc obliczeniową układów GPU, lekarze mogą rozpocząć modelowanie przepływu krwi przez serce i na tej podstawie identyfikować newralgiczne miejsca w tętnicach. Symulacja taka dostarcza lekarzom swego rodzaju mapy miejsc zagrożonych miażdżycą, wskazując lokalizację ukrytych płytek miażdżycowych i miejsca, w których możliwa będzie konieczność założenia stentów tętniczych. Całą tą profilaktyczną wiedzę zdobywa się bez inwazyjnych metod obrazowania lub diagnostycznych zabiegów chirurgicznych.

Efekt


Jednostki GPU zapewniają w zastosowaniach typu rekonstrukcja obrazu i symulacja przepływu krwi 20 razy większą moc obliczeniową i o rząd wielkości większą wydajność w przeliczeniu na koszt inwestycji, czyniąc nareszcie te tak zaawansowane metody symulacji możliwymi do zastosowania w praktyce klinicznej.

Bez układów GPU, ilość sprzętu komputerowego – wyrażona jego rozmiarami i kosztem – uczyniłaby metodę hemodynamiczną niemożliwą do zastosowania. Ponieważ przedstawiona technika jest w stanie wykryć niebezpieczne płytki w tętnicach wcześniej niż jakakolwiek inna metoda, oczekuje się, że to przełomowe rozwiązanie może uratować wiele istnień, jak tylko zostanie ono zaaprobowane pod kątem wdrożenia w szpitalach oraz w centrach badawczych.