Energy’s Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndan araştırmacıları içeren bir ekip, Amerika Birleşik Devletleri’nde 3 milyondan fazla insanı etkileyen Barrett’s özofagusu olarak bilinen bir durumu daha iyi izlemek için dijital bir araç geliştirdi. Barrett’s, alt yemek borusunun mukozal astarı bozulduğunda, hücresel yapısını değiştirdiğinde ortaya çıkar ve en sık kronik asit reflüsü olanlarda görülür.
Barrett’s, özofagus kanserinin yaygın bir öncüsü olduğu için premalign bir durum olarak kabul edilir, bu nedenle hastaları izlemek kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, Seattle protokolü olarak bilinen hastalığın ilerlemesini izlemek için mevcut paradigma, invaziv, pahalı ve potansiyel olarak etkisizdir.
Protokol uyarınca, Barrett’in hastalarının özofaguslarını birkaç ayda bir forsepsle dürtmeleri gerekir; bu, etkilenen dokunun yalnızca küçük bir yüzdesini yakalayan rahatsız edici bir deneyimdir, yani invaziv prosedüre rağmen sorunlu dokular tespit edilemeyebilir.
Bir araştırma ekibi, geniş bir doku popülasyonunda gerçek dünya verilerini kullanarak insan yemek borusunu temsil edecek bir hesaplama modeli oluşturarak Seattle protokolünün etkinliğini test etmek için yola çıktı.
Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezi, Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu ve Massachusetts Genel Hastanesi Teknoloji Değerlendirme Enstitüsü’nden araştırmacıları da içeren ekip, sonuçlarını dergide yayınladı. simülasyon.
ORNL’de hesaplamalı sistem mühendisliği lideri ve projede bir araştırmacı olan Jim Nutaro, “Nihai hedef, bir hastayı fiziksel olarak dürtmek ile ilgili olabilecek bir şeyi ne sıklıkta bulduğunuz arasında bir denge kurmaktı” dedi. “Tarihsel verileri yeniden üretiyor ve simülasyonlarda ortaya çıkan kanserler gerçek dünyaya benziyor. Bunlar sanal hastalar ve onları istediğimiz kadar dürtebiliriz.”
Ekibin nihai hedefi, durumu takip etmenin istilasını en aza indirmek ve buna bağlı olarak, gelecekteki olası izleme rejimleri için bir test ortamı sağlayarak özofagus kanserinden ölümleri azaltmaktır.
Dijital hastalarını incelemek için araştırmacıların önce bir hesaplama modeli aracılığıyla dijital bir yemek borusu oluşturmaları gerekiyordu. Ekip, Barrett’ın başlangıç ​​ve ölüm yaşları için gerçek bir 1960 kohortundan girdi verilerini çıkardı ve ortaya çıkan modeli saptama oranları ve nüfus istatistikleri gibi gerçek dünya verileriyle doğruladı.
Eksik bağırsak metaplazisi gösteren tübüler özofagustan biyopsi, Barrett özofagusu ile uyumlu gastrik foveolar tip müsin içeren hücrelere sahip kadeh hücreleri. Displazi için negatif. H&E lekesi. Kredi: Wikimedia Commons
Nutaro, “Klasik model yapımı ve geliştirmesi” dedi.
Daha sonra model, gerçek dünya verileri kullanılarak oluşturulan milyonlarca çeşitli doku türünün simülasyonlarıyla tamamlandı; bu, yalnızca çok çekirdekli sunucular arasında paralelleştirme yoluyla mümkün olan, hesaplama açısından pahalı bir süreçti.
Araştırmacılar, “Optimizasyon rutini, paralel hesaplama platformları üzerinde çalışmak üzere tasarlanmıştır ve uygun bir süre içinde model kalibrasyonunu kolaylaştırmak için çok çekirdekli paralelleştirmeden yararlanır.”
Laboratuar şu anda ülkenin en hızlı bilgisayarı olan Summit’e ve Nutaro ve meslektaşı, ORNL personeli bilim adamı ve ekip üyesi Özgür Özmen gibi yüzlerce araştırmacıya ev sahipliği yaptığından, ORNL’nin tekerlek yuvası içinde iyi bir görevdir. zamanımızın en karmaşık bilimsel zorluklarının üstesinden gelmek.
Takımın modeli kamuya açık, Barrett’ın hastalarının fiziksel tedavisine uygulayabilenlerin kullanımına açık.
Yakın vadede, araştırmacılar bunu farklı zaman ölçeklerinde ve doku alanlarında Barrett’in tespitindeki varyasyonları incelemek için uygulamayı arıyorlar. Sonuç olarak, tıp camiasında bulgularını yeni bir protokol geliştirmek için kullanabilecek ve buna bağlı olarak Barrett’s özofagusu olan hastaların yaşamlarını ve yaşam beklentilerini iyileştirebilecek ortaklar bulmak istiyorlar.
Özmen, “Modeli paylaşabilir ve mevcut uygulamaları daha da iyileştirmek için onlarla birlikte çalışabiliriz” dedi. “Başka bir deyişle, gelecekteki protokolleri optimize etmeye yardımcı olabiliriz.”
Yeni minimal invaziv test, Barrett’s özofagus taraması için hastaları tanımlar
Daha fazla bilgi:
Özgür Özmen ve diğerleri, Barrett’s özofagusunda premalign ilerlemelerin doku ölçeği ajan tabanlı simülasyonu, SİMÜLASYON (2021). DOI: 10.1177/00375497211040074
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı tarafından sağlanmıştır
Alıntı: Barrett’ın yemek borusunu daha iyi izlemek için yeni dijital araç (2021, 12 Kasım), 18 Kasım 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-11-digital-tool-barrett-esophagus.html adresinden alındı.
Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.