Costruire, al computer, una mappatura del flusso emodinamico su grande scala a partire da immagini acquisite mediante Tac.

Si è giunti a questo risultato, che aiuterà a comprendere i meccanismi alla base delle malattie cardiovascolari, come l’arteriosclerosi, attraverso il lavoro di un gruppo di ricercatori della l’Istituto dei processi chimico fisici (Ipcf) e l’Istituto per le applicazioni del calcolo (Iac) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e l’Università di Harvard. L’arteriosclerosi è la patologia più diffusa del sistema arterioso. Malattia cronica, progressiva e clinicamente silente, l’arteriosclerosi si manifesta in modo devastante, e può portare a decessi che il 50% delle volte avvengono in modo improvviso e asintomatico. Sebbene il suo sviluppo dipenda da fattori di rischio sistemici, come colesterolo elevato, diabete o ipertensione, la manifestazione clinica è legata soprattutto a un accumulo di lipidi e di cellule infiammatorie all’interno delle pareti coronariche. “Da alcuni anni la comunità scientifica ritiene che lo sviluppo delle placche arteriosclerotiche sia collegato a una serie di disturbi fluidodinamici della circolazione sanguigna”, spiega Simone Melchionna, ricercatore Ipcf-Cnr e coordinatore del progetto. “Da qui l’idea di studiare le condizioni che determinano la manifestazione delle malattie cardiovascolari e dei disturbi fluidodinamici, attraverso l’individuazione delle cause biomeccaniche del problema”. Al centro dello studio, l’utilizzo di una tecnologia in rapido sviluppo basata sulle Gpu, le cosiddette schede grafiche ad alte prestazioni.“Attraverso queste schede, presenti in qualsiasi computer per visualizzare un’immagine o animare un videogioco, è possibile simulare sistemi di diverse dimensioni con decine di miliardi di variabili e miliardi di globuli rossi”, illustra ancora il ricercatore. “Per quanto riguarda invece la mappatura del sangue, solitamente si parte dalle immagini bidimensionali acquisite mediante la Tac di una particolare zona del corpo, ad esempio le coronarie o la carotide, ricostruendo tridimensionalmente la topologia cardiovascolare. I grandi vasi vengono quindi inseriti all’interno dello strumento computazionale, consentendo così di studiare non solo gli elementi costitutivi del sangue, ma anche la sua capacità di adattamento e la sua plasticità in caso di problemi fluidodinamici legati a malattie cardiovascolari”.

A cura di Stefano Pisani