Ved første øjekast flyvemaskinevinger og menneskers hjerter har lidt til fælles, men, siger et hold af europæiske forskere, kan en teknologi, der anvendes til at måle luftstrømmen over vingerne nu bruges til at hjælpe med at holde hjertet i orden.
Forskerne optimeret en partikel Billede Velocimetri (PIV) system traditionelt bruges til at forbedre aerodynamikken af fly vinger for at gøre den i stand til nøjagtigt at måle effekten af medicinske implantater på blodgennemstrømning. Deres arbejde vil give medicinsk udstyr fabrikanter for at forbedre udformningen af enheder såsom hjerteklapper og pumper, og give læger med en måde at opdage - og i sidste ende korrekt - de bivirkninger, der ofte plager patienter, der får implantater.
"Dette system kan revolutionere hjerte behandlinger," siger Fabrizio Lagasco, koordinator for SMART-PIV projekt.
SMART-PIV system - der kombinerer den optimerede PIV hardware med avanceret billedbehandling og numerisk analyse software over en parallel computing delsystem - udfylder et hul i hjertet udstyr, som har begrænset effektiviteten af implantater.
Selvom ultralydsscanninger tillader læger at se potentielle problemer med den naturlige hjerte, såvel som lokalt i kredsløbet, falder de korte om at give en detaljeret analyse af årsagerne til problemerne i forbindelse med blodtilførslen når modificeret af kunstige implanteret udstyr. Inden for biomedicinsk enheden design, kan forsøg med implantation af medicinsk udstyr til dyr bevise, at en enhed funktioner, men sådanne in vivo-forsøg er langvarige og dyre såvel som ikke altid er udtryk for de virkninger, som implantatet vil have i mennesker.
Komplikationer, der spænder fra mindre til den potentielt dødelige, er udbredt blandt patienter, der får implantater enten som en langsigtet løsning til et svigtende hjerte eller som en midlertidig "bro", mens de venter på en transplantation. Selvom sådanne implantater spiller en afgørende rolle i at forlænge livet for mennesker med hjerte-kar-sygdomme, reducere deres bivirkninger gennem forbedret in vitro-design vil uden tvivl øge patienternes livskvalitet og deres chancer for overlevelse på lang sigt. Det gælder specielt i tilfælde af ventrikulær-hjælpe-enheder (VADs), batteri-drevne pumper, der understøtter en svigtende venstre ventrikel og hjælpe leverer blod til resten af kroppen. VADs primært bruges til at købe patienter tid, indtil et hjerte donor kan findes, men selv i bedste fald kan de i øjeblikket kun forlænge en patients liv med op til to år og ofte blot et par måneder.
Ved at anvende PIV teknologi i deres udvikling Lagasco forventer, at det ville være muligt i høj grad at forbedre deres præstationer og give patienterne mere tid til at få en transplantation.
"Med så få donorer til rådighed i forhold til de mennesker, der har brug for nye hjerter antallet af personer med implantater er kun vil fortsætte med at stige," bemærker Lagasco.
Faktisk, hjerte-karsygdomme er den vigtigste dødsårsag i Europa, hævder omkring fire millioner liv om året. "Derfor har vi så et behov for denne teknologi skal anvendes i den medicinske sektor," Lagasco siger.