Descripción del proyecto
DESARROLLO DE UN MODELO COMPUTACIONAL PERSONALIZADO DE LA DEPOSICION EN EL SISTEMA RESPIRATORIO GLOBAL PARA EL ESTUDIO DE ENFERMEDADES OBSTRUCTIVAS, LA ENFERMEDAD PULMONAR OBSTRUCTIVA CRONICA (EPOC) ES UNA PATOLOGIA DE LAS VIAS RESPIRATORIAS ALTAMENTE INCAPACITANTES, CON UNA ELEVADA PREVALENCIA Y UN NOTABLE COSTE ECONOMICO Y SOCIAL, ES CAUSADA POR UNA COMPLEJA VARIEDAD DE INTERACCIONES ENTRE LOS GENES Y EL AMBIENTE QUE DAN LUGAR A VARIOS FENOTIPOS CLINICOS, NUEVAS DIANAS TERAPEUTICAS SE HAN ENCONTRADO RECIENTEMENTE, DANDO ESPERANZA PARA LA MEJORA DE LAS CONDICIONES DE VIDA DE LOS PACIENTES AFECTADOS Y LA REDUCCION DE LOS COSTES ASOCIADOS A LAS HOSPITALIZACIONES, SIN EMBARGO LA EFICACIA DE LAS NUEVAS TERAPIAS EN DESARROLLO DEPENDERA FUERTEMENTE DE LA IDENTIFICACION DEL CORRECTO FENOTIPO Y PERFIL DE RIESGO DEL PACIENTE, EXISTE UNA AMPLIA LITERATURA SOBRE MODELOS INTEGRADOS MULTI-ESCALA QUE PODRIAN SER UTILIZADOS PARA REALIZAR TAL FENOTIPIFICACION Y ESTRATIFICACION DEL RIESGO DE LOS PACIENTES, PERO POCO O NADA HA LLEGADO A CLINICA, LA MOTIVACION PRINCIPAL DE ESTE PROYECTO SE CENTRA EN LA PREDICCION DE LAS RESPUESTAS TERAPEUTICAS GRACIAS A MODELOS COMPUTACIONALES DE INFLAMACION PULMONAR ASI COMO EN LA INTEGRACION DE TALES PREDICCIONES EN LA PRACTICA CLINICA, DADA LA GRAN COMPLEJIDAD DE ESTOS MODELOS, ES DECISIVO TANTO EL USO DE GRANDES ORDENADORES COMO DE PROGRAMAS DE SIMULACION CAPACES DE USARLOS LO MAS EFICIENTEMENTE POSIBLE,EN EL SUBPROYECTO 1 NOS CONCENTRAREMOS EN EL DISEÑO DE UN MODELO GLOBAL DEL SISTEMA RESPIRATORIO BASADO EN IMAGENES REALES DE PACIENTES INCLUYENDO EL DESARROLLO DE INFLAMACION DEL PULMON DEBIDO A LA DEPOSICION DE PARTICULAS, ESTO SUPONE TODO UN RETO AUN SIN RESOLVER EN EL CAMPO POR VARIOS MOTIVOS, EL PRIMERO ES TENER UNA MALLA COMPUTACIONAL ADECUADA, LAS IMAGENES AUN NO PERMITEN TENER LA RESOLUCION HASTA LA ZONA DE TRANSICION RESPIRATORIA A NIVEL DE BRONQUIOS MAS PEQUEÑOS Y ALVEOLOS, ESTO SE SOLVENTARA ACOPLANDO LA GEOMETRIA REAL A UN MODELO MATEMATICO EN EL QUE SE REFLEJE LA MORFOLOGIA DEL PACIENTE, ESTO SERA LLEVADO A CABO CON LA AYUDA DEL SUBPROYECTO LIDERADO POR EL EQUIPO UPF, ADEMAS, ES NECESARIO UNA BUENA RESOLUCION DE MALLA PARA PODER CAPTURAR TODAS LAS ESCALAS DEL COMPLEJO FLUJO CON ZONAS TURBULENTAS QUE ENTRA EN EL ARBOL BRONQUIAL Y QUE SERA EL RESPONSABLE DE TRANSPORTAR LAS PARTICULAS, TAMBIEN SE DEBERA DISEÑAR UNAS CORRECTAS CONDICIONES DE CONTORNO PARA PODER HACER UNA SIMULACION LO MAS REALISTA Y ADAPTADA AL PACIENTE, Y DE LA SIMULACION DEL FUJO DEL AIRE, DEBEREMOS SIMULAR EL TRASNPORTE DE LOS CONTAMINANTES QUE INHALA UN PACIENTE, ESTA ACURADA Y PRECISA SIMULACION DARA LUGAR A UN MAPA DE DEPOSICION CON EL QUE SE PODRA HACER UN POSTERIOR ESTUDIO DE LA CRONIFICACION DEL TEJIDO Y QUE DEBERA ACOPLARSE A LA PROPIA SIMULACION DE LAS DEPOSICION ITERANDO EN EL PROCESO HASTA ENTENDER COMO SE DESARROLLA LA PATOLOGIA EN CADA PACIENTE, POR ESTE MOTIVO, EL CONTEXTO DE COMPUTACION DE ALTAS PRESTACIONES EN EL QUE SE ENMARCA EL SUBPROYECTO CON EL CODIGO QUE DESARROLLAN LOS MISMOS INVESTIGADORES, ALYA, PERMITIRA EL ALCANCE DE LOS OBJETIVOS PROPUESTOS, ESTO SUPONDRA UN GRAN AVANCE TANTO EN EL AREA DE MEDICINA PERSONALIZADA COMO EN LAS TECNICAS NUMERICAS QUE DEBEN SER MEJORADAS PARA SU REALIZACION, EPOC\ENFISEMA\BRONQUITIS OBSTRUCTIVA\TOMOGRAFÍ\A COMPUTERIZADA\MODELOS DE ELEMENTOS FINITOS\MODELOS BASADOS EN AGENTES\MODELADO BIOFÍ\SICO\MODELADO MULTIESCALA\MODELOS DE PACIENTES\SUPERCOMPUTACIÓ\N