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Pesquisadores criam mapeamento tridimensional do sistema cardiovascular
A computação vem revolucionando a medicina, que cada vez mais se utiliza de modelos computacionais para reproduzir virtualmente o ambiente do corpo humano. "Esses modelos darão lugar a uma medicina assistida por modelagem computacional, já que são capazes de fornecer direcionamentos no desenvolvimento de novos planejamentos cirúrgicos e novas estratégias terapêuticas, assim como no desenvolvimento de diagnósticos mais acurados", explica Raúl Feijóo, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Medicina Assistida por Computação Científica (INCT-MACC), uma rede de pesquisa voltada para o desenvolvimento de tecnologias computacionais na área.
Exemplo dessa tendência inovadora na área da saúde é um aplicativo que vem sendo desenvolvido no Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), situado em Petrópolis, na região serrana do Rio de Janeiro: o sistema Adan-Web. Criado no HeMoLab, o Laboratório de Modelagem Hemodinâmica do LNCC, ele é capaz de apresentar em um ambiente de visualização 3D a modelagem e simulação computacional do mais completo sistema arterial humano existente em toda a literatura científica internacional. O projeto vem recebendo o apoio da FAPERJ com os editais Apoio aos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs) e Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico Regional, que destinaram recursos à compra de equipamento computacional de alto desempenho para o laboratório.
Imagens obtidas por modelagem computacional com o sistema Adan-Web: conforme mudam de cor,
as figuras permitem visualizar em 3D a propagação do pulso de pressão no sistema arterial humano
O aplicativo contém a descrição anatômica de 2.142 artérias, entre as quais se encontram todas as citadas como referência nos livros de anatomia. Dirigido a todos os interessados no estudo e melhor entendimento da hemodinâmica do sistema cardiovascular humano, ele está construído com base no modelo Adan (Anatomically Detailed Arterial Network). "O sistema fornece a hemodinâmica em cada vaso, isto é, as curvas de pressão e fluxo sanguíneo, assim como a morfometria de cada vaso, que diz respeito ao diâmetro do lume, espessura da parede e comprimento do distrito arterial, assim como as propriedades mecânicas dos diferentes componentes que integram a parede arterial, elastina, colágeno e músculo liso", explica Feijóo, Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ, e fundador do HeMoLab.
Na fronteira do conhecimento médico
O modelo pode ser usado para fornecer informações precisas acerca da circulação sanguínea em qualquer parte do corpo humano. De acordo com o atual coordenador do HeMoLab, Pablo Javier Blanco, ele pode ser calibrado para pacientes específicos ou para populações de pacientes com características comuns, desde que sejam fornecidas informações médicas sobre o estado hemodinâmico do paciente ou da população em questão, que podem ser obtidas com exames de pulso de pressão, medições de fluxo sanguíneo, frequência cardíaca e débito cardíaco, entre outros.
Raúl Feijóo (à esq.) e Pablo Blanco: à frente da tecnologia que
vai abrir novas portas para o diagnóstico e tratamento médicos
Blanco, que é Jovem Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ, destaca que o sistema Adan pode ser um diferencial no diagnóstico e tratamento de doenças cardiovasculares, que estão entre as principais causas de morte no mundo. No Brasil, elas representam a primeira causa de aposentadorias, a segunda causa de internações e a maior fonte de despesas entre os pacientes internados. Desse modo, o sistema Adan-Web pode ter aplicações específicas para análise de risco de infarto de miocárdio e de risco de acidentes cerebrovasculares, em particular de aneurismas cerebrais.
"No caso da análise de risco de infarto de miocárdio, as informações extraídas do modelo permitem dar um diagnóstico mais acurado que uma simples tomografia computadorizada. Isso visa à tomada de decisões, envolvendo procedimentos cirúrgicos de implantação de stents, por exemplo. Quando focado nas artérias coronárias, que suprem sangue ao coração, é possível estimar o risco de infarto por índices cardiovasculares bem estabelecidos, o que atualmente é calculado a partir de medidas invasivas e exames custosos", detalhou Blanco. E completou: "No caso dos acidentes cerebrovasculares, o modelo permite analisar aspectos, como danos materiais, que, em última instância, levarão à ruptura da artéria e à subsequente hemorragia."
Atualmente, o LNCC está estabelecendo parcerias para a utilização do sistema em clínicas e universidades, como no caso do Instituto do Coração (InCor) da Faculdade das Clínicas da Universidade de São Paulo (USP), com o grupo de pesquisa liderado pelo médico cardiologista Pedro Lemos. "O objetivo é instalar o modelo no InCor, visando o emprego rotineiro de uma ferramenta que permita aumentar a acurácia na avaliação de risco de isquemia de miocárdio", disse Feijóo. Outra colaboração está ocorrendo com a equipe liderada pelo neurocirurgião vascular Sérgio Tadeu Fernandes, do Hospital Brigadeiro de São Paulo. Nessa instituição, o modelo fornece informações do escoamento sanguíneo para estudar aneurismas cerebrais. "O objetivo dessa colaboração é desenvolver índices de risco de ruptura para auxiliar na decisão de realizar ou não um determinado procedimento cirúrgico", acrescentou o coordenador do INCT-MACC.
O sistema Adan-Web pode ser acessado livremente empregando qualquer browser com suporte WebGL no endereço http://hemolab.lncc.br/adan-web .