Credit:橡树岭国家实验室
包括美国能源部橡树岭国家实验室研究人员在内的一个团队开发了一种数字工具，可以更好地监测目前已知的巴雷特食管，这种疾病影响着美国300多万人
巴雷特氏病发生在食管下段粘膜内层恶化，改变其细胞结构时，最常见于慢性酸反流患者
巴雷特病被认为是一种癌前疾病，因为它是食管癌的常见前兆，因此监测患者至关重要
然而，目前用于追踪疾病进展的范例，即西雅图协议，是侵入性的、昂贵的并且可能无效
根据协议，巴雷特病患必须每隔几个月用镊子戳他们的食道，这种不舒服的体验只能捕捉到一小部分受影响的组织，这意味着尽管有侵入性的操作，有问题的组织仍然无法被发现
一个研究小组开始测试西雅图协议的有效性，通过构建一个计算模型来表示人类食道，使用大量组织的真实数据
该团队还包括来自哥伦比亚大学欧文医学中心、西奈山伊坎医学院和麻省总医院技术评估研究所的研究人员，他们在《模拟》杂志上发表了他们的研究结果
ORNL大学计算系统工程负责人、该项目的研究人员吉姆·努塔罗说:“最终目标是在对病人进行物理戳戳和发现可能令人担忧的事情的频率之间取得平衡。”
“它再现了历史数据，模拟中出现的癌症与现实世界相似
这些是虚拟病人，我们想戳多少就戳多少
" 该团队的最终目标是将追踪病情的侵入性降至最低，并通过为未来潜在的监测机制提供一个试验平台，进而减少食道癌的死亡
为了检查他们的数字化患者，研究人员首先需要通过计算模型构建数字化食管
该团队从一个实际的60年代队列中提取了巴雷特发病和死亡年龄的输入数据，并用真实世界的数据(如检出率和人口统计)验证了所得模型
管状食管活检显示不完全肠化生，杯状细胞和中间细胞含有胃凹型粘蛋白，与巴雷特食管一致
发育异常阴性
H&E染色
信用:维基共享 Nutaro说:“这是经典的模型构建和开发。”
该模型随后通过对使用真实数据构建的数百万种不同类型组织的模拟进行了补充，这是一个计算成本很高的过程，只有通过跨多核服务器的并行化才能实现
研究人员写道:“优化例程旨在并行计算平台上工作，并受益于多核并行化，以便在可行的时间内进行模型校准。”
这是ORNL力所能及的任务，因为该实验室目前拥有美国最快的计算机Summit，以及数百名研究人员，如Nutaro和他的同事、ORNL工作人员科学家和团队成员Ozgur厄兹蒙，他们每天都在利用这些资源来应对我们这个时代最复杂的科学挑战
该团队的模型是在公共领域，可供那些能够将其应用于巴雷特患者的物理治疗的人使用
在不久的将来，研究人员希望将其应用于研究不同时间尺度和组织区域的巴雷特氏病检测的差异
最终，他们希望在医学界找到合作伙伴，可以利用他们的发现制定新的方案，进而改善巴雷特食管患者的寿命和预期寿命
厄兹蒙说:“我们可以分享这个模型，并与他们合作，进一步完善当前的实践。”
“换句话说，我们可以帮助优化未来的协议
"
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