Undergradi uuringud võivad viia südamehaiguste varajase avastamiseni

Undergradi uuringud võivad viia südamehaiguste varajase avastamiseni
Undergradi uuringud võivad viia südamehaiguste varajase avastamiseni
Anonim

Kasutades uut arvutimudelit, mis simuleerib kahjustatud südamekudet, täiustavad Johns Hopkinsi ülikooli bakalaureuseõppe üliõpilased ja tema õppejõud nõustajad testimismeetodit, mis võib anda arstidele parema vahendi koronaartõve tuvastamiseks enne südameinfarkti tekkimist. Nende arvutisimulatsioon on kinnitanud varasemaid leide, et koronaararterite haigus põhjustab südamelihase ebaregulaarset elektrilist aktivatsiooni. Kui elektrokardiogramm (EKG) suudab selliseid rikkumisi tuvastada, teavad arstid teadlaste sõnul, et patsient vajab püsivate südamekahjustuste vältimiseks ravi.

Uuringus keskendub seisundile, mida nimetatakse müokardi isheemiaks ja mis tekib siis, kui südamekude ei saa piisav alt verd ja hakkab nõrgenema. Tavaline EKG-test uurib kogu südame elektrilist aktiivsust ja ei pruugi alati isheemiat tuvastada. Täpsem alt võib tavaline EKG jätta tähelepanuta väikesemahulised muutused, näiteks need, mis on põhjustatud südame aktiveerimise ajal isheemiast. Need muutused võivad olla varasematest südamehaiguste tunnustest ja paremateks markeriteks, kuid nende tuvastamiseks on vaja täiendavat uurimismeetodit.

Seda silmas pidades kohandas 22-aastane vanem Mahesh Shenai Bloomfield Hillsist (Michigan) kaasaegset matemaatilist retsepti ja kasutas seda modelleeritud südamekoe elektrilise aktiivsuse jälgimiseks, et tuvastada ja leida südame laigud. haiged rakud. Shenai on ajakirja Journal of Biological Systems 1999. aasta detsembrinumbris neid leide kirjeldava artikli juhtiv autor. Tema kaasautorid on kaks Johns Hopkinsi õppejõudu, kes juhendasid tema uurimistööd: Boris Gramatikov, biomeditsiinitehnika osakonna teadur ja Nitish V.Thakor, osakonna professor.

"Kogu mõte on avastada isheemia enne punkti, kus kahjustus on pöördumatu," ütles Shenai, kes omandab kombineeritud B.S.-M.S.E kraadi biomeditsiini inseneri alal. "Kui see avastatakse piisav alt varakult, võib südame tervisliku seisundi taastamiseks võtta õigeid sekkumismeetmeid, nagu ravimteraapia, angioplastika või südame šunteerimise operatsioon."

Enne nende leidude kasutuselevõttu kliinilisse praktikasse, et neid saaks kasutada erakorralise meditsiini osakonna uuringutes ja südamehaigustega patsientide pikaajalises jälgimises, on vaja edasisi uuringuid ja arendustegevust. Kuid Shenai töö on oluline samm selle eesmärgi poole, ütlevad tema nõustajad.

"Tavaline EKG ei tuvasta alati isheemia tunnuseid," lisas Gramatikov. "Seega võib patsient tulla valudega rinnus kiirabisse ja seejärel koju saata. Kuid ühel 20-st koju saadetutest tekib infarkt.Seega võivad kõik uued vahendid, mida saame pakkuda südameprobleemide tuvastamiseks varajases staadiumis, avaldada mõju."

Gramitkov ütles, et uurimus kujutas endast Shenai tugevat pingutust. "Ta on väga võimekas üliõpilane ja väga töökas," ütles õppejõud. "See on hea kombinatsioon."

Shenai alustas terve inimese südamekoe plaadi olemasoleva arvutimudeliga. "Parameetreid manipuleerides," ütles ta, "suutsin jäljendada plaadi sees isheemia all kannatavate rakkude laike." Seejärel mõõtis üliõpilasteadlane mudeli koeplaadi elektrilist aktiivsust ja töötles tulemusi matemaatika retseptiga, mida nimetatakse laineteisenduseks. Waveleti kasutamine võimaldas tal saada EKG signaali täpsemat analüüsi ja seostada EKG muutused rakutasandil toimuvaga. See näitas, millised plaadi osad olid haiged.

Shenai ja tema kolleegid on alustanud jälgimist, katsetades seda tehnikat laboris eluskudedega.Teadlased on oma meetodeid rakendanud ka angioplastikaga patsientide EKG-dele. Lõppkokkuvõttes loodavad nad näidata, et uut meetodit saab ohutult ja täpselt kasutada südamehaiguse varajaste tunnuste tuvastamiseks inimpatsientidel.

Shenai uurimistööd toetasid Provosti bakalaureuseõppe auhind, mis anti valitud Johns Hopkinsi üliõpilastele, ja Howard Hughesi stipendium.

Saadaval on Shenai ja Gramatikovi värvilised fotod; võtke ühendust Phil Sneidermaniga

Populaarne teema