نوآوران آنلاین- محققان کالج کینگ لندن کپی های سه بعدی از قلب بزرگسالان با اندازه کامل را از تصاویر توموگرافی کامپیوتری (CT) ایجاد کرده و نحوه ارتباط شکل قلب را با آنالیز کرده اند.

این مطالعه که در زیست شناسی محاسباتی PLOS منتشر شده است، شامل 1000 قلب مصنوعی جدید است که به آنها امکان دسترسی آزاد داده شده است و به محققان امکان بارگیری و استفاده از آنها را برای آزمایش الگوریتم های جدید، آزمایش درمان های سیلیکویی، تجزیه و تحلیل آماری بیشتر یا تولید شکل های خاص از میانگین می دهد.

تجزیه و تحلیل شکل آماری روشی است که امکان مطالعه دقیق تغییرات آناتومیکی قلب را در افراد مختلف فراهم می کند. با استفاده از این تکنیک از گروهی از 20 قلب بزرگسالان سالم، محققان یک قلب متوسط ​​ایجاد کردند و سپس با تغییر شکل این قلب متوسط ​​، 1000 قلب کامل و سه بعدی مصنوعی به دست آوردند.

با ایجاد انحراف قلب مصنوعی از شکل متوسط ​​می توان قلب های غیر طبیعی یا شدید ایجاد کرد.

"کریستوبال رودرو" محقق ارشد گفت: حتی در افراد سالم، هر کس شکل قلبی کمی متفاوت دارد. دانستن این تفاوت ها و چگونگی تأثیر آنها بر عملکرد قلب وظیفه ای است که شبیه سازی رایانه ای ابزاری ایده آل برای آن است.

با استفاده از داده ها، محققان می توانند شبیه سازی الکترومکانیکی را در 20 قلب به علاوه 38 مورد شدید انجام دهند که در آن برخی از ویژگی ها به طور خودکار انتخاب شده مانند قلب های بزرگتر یا کوچکتر یا با دیواره های ضخیم تر اغراق آمیز بودند.

"رودرو" گفت: این تحقیق اولین نقطه عطف درک ما از چگونگی تغییرات ظریف کالبدی است که می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد و زمینه را برای سایر محققان برای تکثیر و گسترش نتایج مطالعه هموار می کند. این تحقیق بعداً می تواند بعنوان یک تشخیص زودهنگام مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، ما متوجه شدیم که ناحیه ای در قلب قبل از آئورت وجود دارد که وقتی ضخیمتر می شود، تأثیر زیادی در عملکرد پیش بینی شده دارد. این ویژگی آناتومیکی با آخرین نتایج همکار من Maciej Marciniak در مطالعه الگوهای هایپرتروفی موضعی که همچنین در مطالعه اخیر وی در مجله فشار خون بالا منتشر شده است، پیوندهای شدیدی دارد.

هسته اصلی مطالعه بر اساس توانایی شبیه سازی ضربان قلب توسط رایانه است، فرایند پیچیده ای که به ابر رایانه ها نیاز دارد (بیش از 200000 ساعت محاسبه که به صورت موازی اجرا می شوند و حدود 5 روز به طول می انجامد).

این ترفند برای یادگیری مکانیسم های شبیه سازی شده در شبیه سازهایی است که خروجی شبیه سازی را در یک ثانیه تولید می کنند.

ساخت این شبیه سازها نه تنها روند را تسریع می کند، بلکه همچنین راهی را برای شناسایی عوامل مهم مرتبط با سلامت قلب و بیماری ها و چگونگی مقابله با این مطالعه با مشکل پیچیده نحوه شکل قلب به عملکرد آنها برطرف می کند.

شنبه ۱۷ آوریل ۲۰۲۱     

(برابر با ۲۸ فروردین ۱۴۰۰)