La actividad eléctrica del corazón ya se puede simular en el móvil
Los cálculos complejos de estas simulaciones solo eran accesibles para los superordenadores
Un nuevo enfoque permite realizar complejas simulaciones de la actividad eléctrica del corazón, propias de superordenadores, en teléfonos móviles y ordenadores comunes. El modelo hace más accesible el estudio de enfermedades cardíacas a estudiantes y profesionales.
Un equipo de científicos ha desarrollado un nuevo enfoque para
realizar simulaciones de la electrofisiología del corazón en tiempo real
en teléfonos móviles. Imagen: Allison Carter / Georgia Tech.
Un equipo de científicos del Instituto de Tecnología
de Rochester (RIT) y del Instituto de Tecnología de Georgia, en Estados
Unidos, ha logrado que los simulaciones de la actividad eléctrica del
corazón en tiempo real puedan ejecutarse en ordenadores de escritorio y
teléfonos móviles. Hasta ahora, solo era posible en superordenadores.
Debido a la compleja electrofisiología
de las células y tejidos del corazón, los modelos de simulación
condiciones como las arritmias requieren la resolución de miles de
millones de ecuaciones diferenciales. Esto limitaba su estudio solo a
aquellos con acceso a supercomputadores.
El
nuevo enfoque de simplificación de cálculos no solo puede ayudar a
diagnosticar afecciones cardíacas y probar nuevos tratamientos, sino que
amplía los límites de la ciencia cardíaca al permitir nuevas
investigaciones y posibilidades de educación en la especialidad
cardíaca.
Las enfermedades del corazón
son las principales causas de muerte en todo el mundo, y los modelos de
dinámica cardíaca pueden ser útiles en el estudio y tratamiento de
problemas cardíacos como las arritmias.
El nuevo enfoque
La
complejidad de cálculos que exigen los modelos de simulación de alto
rendimiento a tiempo real ha supuesto un obstáculo tanto para
profesionales como para estudiantes. Según Elizabeth Cherry, profesora
asociada y directora del programa de modelos matemáticos del RIT, las
simulaciones de superordenadores retrasaban mucho el trabajo de los
estudiantes y restringía las posibilidades de estudio de los alumnos.
“Ahora
pueden trabajar con estos modelos complejos en tiempo real, lo que abre
todo un nuevo mundo de oportunidades para lo que pueden estudiar",
explica Cherry en un comunicado. Las nuevas opciones de estudio amplían, a su vez, las oportunidades de investigación.
El avance tecnológico se basa en el uso del código WebGL
para reutilizar tarjetas gráficas y, así, realizar cálculos que
aceleren las aplicaciones de computación científica. La agilización en
el proceso de renderización de gráficos 3D y el uso de la esta
especificación estándar permiten que los los complejos simuladores de la
actividad eléctrica del corazón se ejecuten en cualquier navegador web.
Aplicaciones médicas
La
metodología simplificada permite a los usuarios resolver problemas tan
rápido como un superordenador en los navegadores web con los que ya
están familiarizados. "Esto abre la puerta a la posibilidad de hacer
modelos específicos para cada paciente de una manera razonable", explica
Flavio Fenton, profesor de física en el Instituto de Tecnología de
Georgia.
En los entornos hospitalarios,
los modelos en tiempo real podrían permitir a los médicos explicar
mejor a sus pacientes los detalles e implicaciones de las afecciones
cardíacas potencialmente mortales.
"Esta
visualización puede ser muy útil para la aplicación de tratamientos de
una variedad de problemas cardíacos", señala Abouzar Kaboudian,
científico investigador del Instituto de Tecnología de Georgia. “Por
ejemplo, un médico puede ver qué pasaría si se colocara un marcapasos en
una ubicación particular del corazón”.
El
fácil acceso de los médicos a esta tecnología también permite importar
los datos tomográficos de un paciente en particular y ver, por ejemplo,
qué causaría una arritmia y cuál sería el mejor tratamiento para
eliminarla.
Referencia
Real-time interactive simulations of large-scale systems on personal computers and cell phones: Toward patient-specific heart modeling and other applications. A. Kaboudian et al. Science Advances, 27 March 2019. DOI: 10.1126/sciadv.aav6019.
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