Fluidodinâmica Computacional na Avaliação do Risco Futuro de Aneurismas de Aorta Ascendente / Computational Fluid Dynamics to Assess the Future Risk of Ascending Aortic Aneurysms

Resumo Fundamentos Uma metodologia para identificação de pacientes portadores de aneurisma de aorta ascendente (AAAs) sob alto risco de remodelamento aórtico não está completamente definida. Objetivo Esta pesquisa objetiva caracterizar numericamente o fluxo sanguíneo aórtico, relacionando a distribuição do estresse mecânico resultante com o crescimento de AAAs. Métodos Estudo analítico, observacional, unicêntrico, em que um protocolo de fluidodinâmica computacional (CFD - Computacional Fluid Dynamics) foi aplicado a imagens de angiotomografia computadorizada (ATC) de aorta de pacientes portadores de AAAs. Duas ATC de aorta com pelo menos um ano de intervalo foram obtidas. Dados clínicos dos pacientes foram registrados e, a partir das imagens de ATC, foram gerados modelos tridimensionais. Foram realizados estudos do campo de velocidade e estruturas coerentes (vórtices) com o objetivo de relacioná-los ao crescimento ou não do aneurisma e, posteriormente, compará-los com os dados clínicos dos pacientes. O teste de Kolmogorov-Smirnov foi utilizado para avaliar a normalidade da amostra e o teste não-paramétrico Wilcoxon signed-rank foi aplicado para comparações de dados pareados entre os ângulos aórticos. A significância estatística foi fixada em 5%. Resultados Para o grupo que apresentou crescimento do aneurisma, a incidência do jato na parede aórtica gerou áreas de recirculação posterior ao jato, induzindo à formação de vórtices complexos, ocasionando um incremento na pressão média no endotélio aórtico. O grupo sem crescimento do aneurisma apresentou diminuição na pressão média. Conclusão Este estudo piloto mostrou que a CFD baseada em ATC pode, em um futuro próximo, ser uma ferramenta auxiliar na identificação dos padrões de fluxo associados ao processo de remodelamento de AAAs.

Abstract Background A methodology to identify patients with ascending aortic aneurysm (AsAA) under high risk for aortic growth is not completely defined Objetive This research seeks to numerically characterize the aortic blood flow by relating the resulting mechanical stress distribution with AsAA growth. Methods Analytical, observational, single-center study in which a computational fluid dynamics (CFD) protocol was applied to aortic computed tomography angiogram (CTA) images of patients with AsAA. Two CTA exams taken at a minimum interval of one year were obtained. From the CTA-gathered images, three-dimensional models were built, and clinical data were registered. Study of velocity field and coherent structures (vortices) was performed aiming to relate them to the presence or absence of aneurysm growth, as well as comparing them to the patients' clinical data. The Kolmogorov-Smirnov test was used to evaluate the normality of the distribution, and the non-parametric Wilcoxon signed-rank test, for non-normal distribution, was used to compare the paired data of the aortic angles. Statistical significance was set at 5%. Results The incident jet in the aortic wall generated recirculation areas in the posterior region of the jet, inducing complex vortices formation in the group with aneurysm growth, leading to an average pressure increase in the ascending aortic wall between exams. In the group without aneurysm growth, the average pressure decreased. Conclusion This pilot study showed that CFD based on CTA may in the near future be a tool to help identify flow patterns associated with AsAA remodeling process.

Teatro anatômico digital: práticas de representação do corpo na ciência / The digital anatomical theater: scientific practices for representing the body

Investigam-se etnograficamente as práticas de representação do corpo na ciência contemporânea, por meio de uma análise comparativa com o teatro anatômico renascentista, uma prática de conhecimento do corpo nos primórdios da ciência moderna. Busca-se desvendar, sobretudo, de que modo a visualização do interior do corpo atua na produção de conhecimento sobre seu funcionamento. Conclui-se que, contemporaneamente, a produção de saberes privilegia sobremaneira a validação de um código e a modelagem de processos biológicos nos quais se busca intervir. Procura-se, assim, desvendar os sentidos da circulação de imagens, dados e teorias que unem corpos materiais, técnicas de visualização e cientistas, possibilitando, desse modo, a produção de verdades sobre o corpo biológico.

Contemporary scientific practices for representing the body are investigated ethnographically through a comparative analysis with the Renaissance anatomical theater, a practice used to understand the body in early modern science. First and foremost, I seek to reveal the manner in which visualization of the inside of the body produces knowledge of its functioning. The conclusion is that, currently, the production of knowledge greatly privileges the validation of code and modeling of the biological processes in which one wishes to intervene. The objective is to unveil the meaning of the circulation of images, data and theories that bring together material bodies, visualization techniques and scientists, enabling the production of truth about the body in a biological sense.

Simulated self-organization of death by inherited mutations

An agent-based computer simulation of death by inheritable mutations in a changing environment shows a maximal population, or avoids extinction, at some intermediate mutation rate of the individuals. Our results indicate that death seems needed to allow for evolution of the fittest, as required by a changing environment.

Simulação computacional de agentes individuais que se reproduzem e morrem por acúmulo de mutações herdadas mostra um máximo da população ou evita extinção, para taxas de mutação intermediárias. Assim, as mortes parecem necessárias para a evolução dos mais adaptados a um ambiente mutante.