计算血凝块的形成和生长


从三个系统的超级计算机,包括高性能计算集群在校园的帮助下,耶鲁大学的研究人员正在搞清楚血块的形成和腹主动脉瘤(AAAs)的增长阶段。

AAAs是主动脉局部扩大,最常见于65岁以上的男性。虽然大多数AAA都有血块,但对于血块的形成或其对主动脉壁的影响知之甚少。

在Jay Humphrey教授的实验室里,一个研究小组正在研究这些凝块是如何形成的,最近又有哪些因素会影响它们的生长。这项研究可能有助于更好地了解凝块是如何导致AAA破裂的风险的,这可能是致命的。他们最近的研究成果已经发表在“英国皇家学会会刊”和“国际生物医学工程数值方法”的国际期刊“生物医学工程”上。生物医学工程的John C. Malone教授汉弗莱(Humphrey)说:“临床上我们很重要的是要知道血块会发生什么变化。 “如何发展,怎么会影响主动脉壁?”

一个发现是,造成凝血 - 血液流动的摩擦力形成的相同因素 - 也阻止了血块的生长到了完全填满AAA的地步。这是因为血块上的摩擦力越来越大,侵蚀着流动的血液。汉弗莱还担任生物医学工程系主任,她说:“血块将持续增长,直到达到一定的大小和形状,以致试图沉积在血块上的细胞或蛋白质将被冲走。主要作者Paolo Di Achille,博士生导师,主要研究方向为生物学实验和临床观察。汉弗莱实验室的候选人,开发了在血栓形成和生长中发生的复杂相互作用的计算模型。由于问题的复杂性,计算需要大约100年的计算机时间 - 也就是一台标准计算机需要多少时间才能解决问题。正是由于这个原因,三台不同的超级计算机才被用来完成这项壮举。 “我们在耶鲁有很好的设施,但这是一个很大的问题,我们不仅要使用我们的高性能计算机,还要使用其他计算机,”汉弗莱说。

与Humphrey和Di Achille一起工作的是耶鲁大学医学院心脏外科教授,外科医生George Tellides,他的团队得到了耶鲁大学研究计算中心高级研究科学家Andrew Sherman的宝贵帮助。

来源:耶鲁大学