Para Guilherme Couto, com o aperfeiçoamento das técnicas, a simulação poderá servir como uma forma de ajudar as pessoas a compreenderem melhor as doenças que acometem o coração (Foto: Arquivo pessoal)
O aluno de Engenharia Computacional e bolsista da iniciação científica, Guilherme Couto, foi premiado pelo Simpósio Brasileiro de Computação Aplicada à Saúde (SBCAS), um dos principais fóruns de divulgação científica e de encontro de pesquisadores das áreas de Computação e Saúde. O seu trabalho sobre formas de acelerar a resolução de sistemas de equações que descrevem o funcionamento de corações comprometidos por arritmias cardíacas foi o segundo melhor do evento.
Baseado em modelos matemáticos, Couto explica que o sistema evidencia como que o estímulo elétrico, que é o responsável pela contração e bombeamento de sangue, passa de uma célula para outra dentro do coração comprometido por arritmia, ou seja, quando o ritmo de batimento encontra-se descompassado.
Além da modelagem computacional, são usadas técnicas de programação para acelerar a execução das simulações. Como o modelo no momento é apresentado em 2D, a expectativa é a avançar para três dimensões, tornando-o mais realista e com um tempo de execução mais aceitável.
Além da premiação pelo SBCAS de 2023, Guilherme ainda teve a oportunidade de apresentar o artigo sobre o tema na 23ª Conferência Internacional de Ciência da Computação e suas Aplicações (sigla em inglês ICCSA-2023), em parceria com a Universidade de Atenas (National Technical University of Athens and University of the Aegean).
Tratamento de doenças cardíacas
A pesquisa do Guilherme é apenas uma das vertentes de estudo do Laboratório de Fisiologia Computacional (Fisiocomp). Diversos pesquisadores do núcleo dedicam-se a compreender os fenômenos e as possíveis soluções para doenças cardiovasculares por meio das simulações, que permitem modelar diferentes áreas do coração e analisar aspectos do funcionamento e da propagação elétrica no órgão.
Esta simulação mostra como seria a propagação normal de um estímulo elétrico no tecido cardíaco
Nesta outra simulação, é possível perceber como funciona o estímulo elétrico no caso de um paciente com arritmia cardíaca
Desde 2004, o grupo atua na área multidisciplinar de fisiologia computacional e computação de alto desempenho. Orientador da pesquisa, o professor do Departamento de Ciência da Computação, Rodrigo Weber, garante que a qualidade do trabalho, junto à pesquisa e à formação de profissionais qualificados, são fatores constatados em revistas internacionais de grande impacto científico, como a Nature, e por vários prêmios nacionais e internacionais já recebidos.
O projeto exerce as atividades em parceria com o Hospital Universitário (HU/Ebserh) da UFJF e com a Universidade de Oxford, do Reino Unido. Para Rodrigo Weber, o trabalho do estudante está inserido em um projeto com o HU. “Nós desenvolvemos modelos computacionais personalizados de pacientes cardiopatas para avaliar, via simulações, o risco que esses pacientes apresentam de desenvolver arritmias graves.”
O docente ainda argumenta que o laboratório oferece uma formação acadêmica diferenciada aos alunos integrantes, através dos diversos convênios com instituições nacionais e internacionais. “Os trabalhos são sempre feitos em conjunto e os resultados obtidos são um mérito coletivo de toda a equipe”, comenta Guilherme Couto.
Gêmeos digitais
Modelo para ajudar no diagnóstico de problemas cardíacos integra projeto em parceria com HU e Universidade de Oxford (Foto: Arquivo pessoal)
Para o estudante, esse tipo de pesquisa ajudará as pessoas a visualizarem melhor os problemas cardíacos que as acometem. “Acho que, ao ver o que está acontecendo dentro do órgão, as pessoas acabam tendo mais confiança no tratamento, por entenderem, de modo prático, o diagnóstico que receberam”, explica.
A longo prazo, o intuito global de trabalhos como esse é possibilitar a criação de ‘gêmeos digitais’. A técnica consiste na representação virtual de um objeto físico. Dessa forma, será possível a realização de exames pouco invasivos e tratamentos mais efetivos.
“Atualmente, para se diagnosticar e tratar problemas cardíacos, muitas vezes, são feitos procedimentos invasivos, em que é preciso abrir o paciente, fazer cirurgias, ou mesmo injetar substâncias no corpo. A ideia para o futuro é que seja possível, por meio de ultrassons, ressonâncias e exames mais confortáveis, coletar todas as informações sobre o paciente para criarmos a gêmea digital”, explica Guilherme.
Ele ainda expõe que a técnica da ‘gêmea digital’ vai revelar detalhes do organismo como um todo, de modo que o médico conseguirá ter uma abordagem muito mais personalizada e específica: “Ao entender as peculiaridades de cada paciente, fica mais fácil conduzir o tratamento e as chances de sucesso são maiores.”
Pesquisa está alinhada aos ODS da ONU
As ações de pesquisa da UFJF estão alinhadas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU). As pesquisas citadas nesta matéria se alinham ao ODS 3 (Saúde e Bem-Estar).
Confira a lista completa no site da ONU.