Il nuovo premio NSF sostiene lo studio delle aritmie nei cuori malati

Il nuovo premio NSF sostiene lo studio delle aritmie nei cuori malati

Le malattie cardiovascolari colpiscono quasi la metà degli adulti negli Stati Uniti e rappresentano una sfida significativa per la salute pubblica. Per migliorare la diagnosi e il trattamento di una tale condizione cardiaca, Rui Zhu, Ph.D., professore assistente presso la Scuola di ingegneria industriale e dei sistemi dell'Università dell'Oklahoma, ha creato un programma della Facoltà della National Science Foundation per scoprire i meccanismi alla base delle aritmie cardiache.

Un cuore umano sano batte con un ritmo regolare, ma le aritmie cardiache interrompono questo ritmo a causa di impulsi elettrici difettosi nel tessuto muscolare del cuore. La ricerca di Zhu si concentra sulla modellazione di sistemi complessi e prevede di applicare questa esperienza alla sfida di modellare i cuori malati.

Le simulazioni multifisiche possono fornirci un modo più realistico per comprendere come funzionano le aritmie. Ma queste simulazioni sono state realizzate principalmente per cuori sani. Questo perché in realtà i cuori malati possono variare notevolmente in termini di anatomia, patologia, ecc., rendendo difficile per le simulazioni convenzionali catturare con precisione queste condizioni. “

Rui Zhu, Ph.D., professore assistente, Scuola di ingegneria industriale e dei sistemi, Università dell'Oklahoma

Per affrontare questa sfida e fornire una comprensione più chiara della dinamica elettrica, meccanica e dei fluidi nei cuori aritmici, Zhu si basa sul suo precedente lavoro di modellazione con l’attività elettrica cardiaca e integra tecniche di deep learning in queste simulazioni computazionali del cuore per comprendere come i fattori multifisici possono contribuire alle condizioni aritmiche.

I piani di Zhu sono unici perché la pratica attuale si concentra principalmente sulla comprensione dell'attività elettrica del cuore. Pertanto, lo strumento diagnostico primario per identificare le aritmie è un elettrocardiogramma a 12 principali, o ECG, che misura l’attività elettrica del cuore registrando i segnali elettrici proiettati sulla superficie del corpo. Lo studio di Zhu sulla dinamica elettrica, meccanica e dei fluidi e sulle loro interdipendenze fornirà un quadro più ampio di ciò che accade nei cuori aritmici.

Zhu è entusiasta delle componenti educative del progetto. "Lo scopo delle attività educative è quello di promuovere una forza lavoro sanitaria altamente qualificata, con una profonda conoscenza della fisiologia dell'aritmia e dei metodi avanzati sviluppati in questo progetto", ha affermato. Con il supporto dei collaboratori del settore educativo e sanitario, il lavoro di Zhu aiuterà a formare la prossima generazione di operatori sanitari a comprendere meglio una malattia che colpisce milioni di persone negli Stati Uniti.

La ricerca di Zhu è stata premiata con numerosi premi presso l'Institute of Industrial and Systems Engineers, l'Institute for Operations Research e le Management Sciences Conferences. Ha conseguito una laurea in Design industriale e un Master in Fattori umani in design presso l'Harbin Institute of Technology e ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria industriale presso la Pennsylvania State University.

Gli NSF Career Awards supportano modelli di ruolo all'inizio della carriera nella ricerca e nell'istruzione e guidano l'avanzamento nelle organizzazioni. È il premio più prestigioso dell'organizzazione per i docenti all'inizio della carriera.

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