Η Ένωση Αμερικανών Φυσικών που εκπροσωπεί περισσότερους από 50.000 φυσικούς, αναγνωρίζει επιστήμονες που έχουν συνεισφέρει στην πρόοδο της φυσικής μέσω πρωτότυπης βασικής έρευνας, δημοσιεύσεων, καινοτόμων εφαρμογών, διδασκαλίας ή ηγεσίας.
Ο Παύλος Βλάχος που είναι καθηγητής Μηχανικής και Εμβιομηχανικής και διευθυντής του Regenstrief Center for Healthcare Engineering στο Πανεπιστήμιο Purdue, στην Ιντιάνα των ΗΠΑ αναγνωρίστηκε πρόσφατα «για την ανάπτυξη προηγμένων εργαλείων για μη επεμβατική μέτρηση ροής και ποσοτικοποίηση αβεβαιότητας και για τη μεταφορά τέτοιων εργαλείων σε βιοϊατρικές και κλινικές εφαρμογές, ιδιαίτερα στην διάγνωση και διαχείριση καρδιαγγειακών παθήσεων και στη χορήγηση φαρμάκων».
Είναι άλλωστε διεθνώς αναγνωρισμένος για την κορυφαία έρευνά του στα βιορευστά και την εμβιομηχανική, με εξειδίκευση στην επιστήμη των μετρήσεων και στην μη επεμβατική διάγνωση για βιοϊατρικές και κλινικές εφαρμογές.
«Η έρευνα μας στο εργαστήριο εστιάζει στην πειραματική μηχανική των ρευστών στην διεπαφή της μηχανικής και της επιστήμης. Αναπτύσσουμε νέες μεθόδους για μετρήσεις και διαγνωστικά, ώστε να προωθήσουμε την καινοτομία, από την παραδοσιακή μηχανική έως τις βιοϊατρικές και κλινικές εφαρμογές. Η έρευνά μας είναι διεπιστημονική και χρησιμεύει ως «μεταφραστής» και ως «σύνδεσμος» πολλών επιστημονικών κλάδων μέσω συνεργειών στην αιχμή της μηχανικής και των επιστημών. Η δράση μας ποικίλλει σε κλίμακα και σε θεματικές, από την κλασική μηχανική των ρευστών έως τις βιοϊατρικές ροές και από τη μικρορευστοποίηση έως τη φυσική μακροκλίμακας», εξηγεί ο ίδιος.
Η καρδιακή ανεπάρκεια και γενικότερα οι καρδιακές παθήσεις, τα εγκεφαλικά ανευρύσματα, η παράδοση φαρμάκων, τα μικροπεριβάλλοντα καρκίνου, η Εμβιομηχανική και η Ηχοκαρδιογραφία, η MRI, η μέτρηση και επιστήμη δεδομένων, η Οπτικοποίηση και τα ταχύμετρα ροής, αλλά και οι πολυφασικές ροές είναι μέσα στα ερευνητικά ενδιαφέροντα του Έλληνα μηχανολόγου μηχανικού.
«Το να εκλεγείς Μέλος της Ένωσης Αμερικανών Φυσικών είναι μια μεγάλη τιμή», σχολιάζει ταπεινά ο επιστήμονας. «Αναγνωρίζει την δουλειά που έχουμε κάνει με την ομάδα μου για να προωθήσουμε τη μη επεμβατική διαγνωστική και την επιστήμη των μετρήσεων. Επιπλέον, τονίζει τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει η φυσική στον πραγματικό κόσμο πέρα από το εργαστήριο».
Αλλάζοντας το παιχνίδι στην διάγνωση καρδιοπαθειών
Εκτός από Μέλος της Ένωσης Αμερικανών Φυσικών, ο καθηγητής Βλάχος τον Απρίλιο του 2023 είχε εκλεγεί Μέλος της Αμερικανικής Καρδιολογικής Εταιρείας (AHA) για την τεχνολογία που άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο οι καρδιολόγοι σχεδιάζουν σωτήριες επεμβάσεις σε βρέφη με συγγενή καρδιακά ελαττώματα.
Σε συνεργασία με τον παιδοκαρδιολόγο στο Riley Hospital for Children στο Πανεπιστήμιο Υγείας της Ιντιάνα και καθηγητή στο IU's School of Medicine, Mark Payne, δοκίμασαν ένα εργαλείο που αποτελείται από τέσσερα διακριτά στοιχεία, το οποίο επεξεργάζεται ενδομήτρια ηχοκαρδιογραφήματα εμβρυϊκών καρδιών χρησιμοποιώντας τη φυσική για να αναλύσει τη λειτουργία της ροής του αίματος μέσα στην καρδιά και στον καρδιακό ιστό και να ποσοτικοποιήσει την εμβιομηχανική του απόδοση.
Αυτή η λεπτομερής ανάλυση, η οποία δεν ήταν ποτέ διαθέσιμη στο παρελθόν, παρέχει κρίσιμες πληροφορίες, διευκολύνοντας τον προγραμματισμό εξαιρετικά περίπλοκων καρδιοχειρουργικών επεμβάσεων και συμβάλλοντας στη βελτίωση των μακροπρόθεσμων αποτελεσμάτων για μωρά που γεννιούνται με συγγενείς καρδιακές ανωμαλίες - τις πιο διαδεδομένες γενετικές ανωμαλίες στα βρέφη. Το εργαλείο δοκιμάστηκε επίσης στο Εθνικό Νοσοκομείο Παίδων στην Ουάσιγκτον.
«Αυτό που κάνει το εργαλείο μας μοναδικό είναι ότι συνδυάζει την ιατρική απεικόνιση με την προηγμένη δυνατότητα επεξεργασίας εικόνας, με τη φυσική και την εμβιομηχανική», λέει ο καθηγητής Βλάχος. «Καταργεί τις υποθέσεις του χρήστη και αυτοματοποιεί τη διαδικασία και είναι όλα αντικειμενικά και επαναλαμβανόμενα. Ποσοτικοποιεί τη λειτουργία της καρδιάς σε επίπεδο φυσικής με θεμελιώδεις παραμέτρους, σε αντίθεση με αυτό που χρησιμοποιείται σήμερα κλινικά, το οποίο συχνά βασίζεται σε παθολογικά ευρήματα, οπτικές παρατηρήσεις και χειροκίνητες μετρήσεις».
Μεταξύ των συγγενών καρδιακών προβλημάτων που αντιμετωπίζουν ο Δρ Βλάχος, ο γιατρός Πέιν και οι ομάδες τους είναι το υποπλαστικό σύνδρομο αριστερής καρδιάς (HLHS), μια κατάσταση στην οποία η αριστερή πλευρά της καρδιάς είναι ανεπαρκώς ανεπτυγμένη και απαιτεί χειρουργική επέμβαση εντός 48 ωρών από τη γέννηση. Το HLHS ευθύνεται για το 25% έως 40% των νεογνικών θανάτων εξαιτίας καρδιακής δυσλειτουργίας και είναι πάντα θανατηφόρο αν δεν πραγματοποιηθεί μια σειρά από περίπλοκες διορθωτικές επεμβάσεις που ξεκινούν επειγόντως μετά τη γέννηση. Οι θεραπείες που περιλαμβάνουν φάρμακα και περισσότερες χειρουργικές επεμβάσεις συνεχίζονται σε όλη τη ζωή κάθε ασθενούς καθώς η καρδιά μεγαλώνει και γερνά.
«Αυτή τη στιγμή, μπορεί κάποιος να κάνει έναν υπέρηχο και να δεί την καρδιά του μωρού να χτυπά, αλλά κανείς δεν μπορεί να αξιολογήσει ποσοτικά (με μετρήσεις) τη λειτουργία αυτής της καρδιάς με την ακρίβεια που εμείς μπορούμε», λέει ο κ. Βλάχος που κατέχει και την πατέντα του εργαλείου. «Δεν υπάρχει πουθενά αλλού καμία άλλη τέτοια μηχανική ικανότητα ή δυνατότητα επεξεργασίας εικόνας που να μπορεί να παρέχει αυτού του είδους τις ποσοτικές πληροφορίες».
Με άλλα λόγια ο Έλληνας επιστήμονας είναι σε θέση να ‘αποδομήσει’ την εικόνα της καρδιάς και να πει πόση ενέργεια χάνεται καθώς η ροή του αίματος περνάει από την καρδιά, ακόμη και στο εμβρυϊκό της στάδιο.
Η ομάδα του καθηγητής Βλάχου και του Πέιν, σε συνεργασία με το Εθνικό Νοσοκομείο Παίδων των ΗΠΑ, μελετούν επίσης την Τετραλογία του Fallot (μια κυανωτική καρδιοπάθεια) που μερικές φορές ονομάζεται σύνδρομο μπλε μωρού, το οποίο χαρακτηρίζεται από τέσσερις διακριτές δυσπλασίες της καρδιάς και των αιμοφόρων αγγείων που επηρεάζουν τη σωστή λειτουργία της καρδιάς.
Παραμένοντας ταπεινός
Η παραπάνω εργασία, μαζί με μεγάλο μέρος της τρέχουσας και προηγούμενης έρευνας, χάρισε στον Έλληνα καθηγητή την τιμή που πολύ λίγοι μηχανικοί λαμβάνουν από την Αμερικανική Καρδιολογική Εταιρεία (AHA). Είναι επίσης Μέλος του Αμερικανικού Ινστιτούτου Ιατρικής και Βιολογικής Μηχανικής (American Institute of Medical and Biological Engineers) και της Αμερικανικής Ένωσης Μηχανολόγων Μηχανικών (American Society of Mechanical Engineers).
Οι αναγνωρίσεις αφορούν κάτι περισσότερο από ένα επιστημονικό επίτευγμα, σημειώνει ο Παύλος Βλάχος: «Πρόκειται για την αξιοποίηση της δύναμης της φυσικής προς όφελος των ασθενών και προς την βελτίωση των αποτελεσμάτων της υγειονομικής περίθαλψης. Είναι συναρπαστικό να βρίσκεσαι στην διασταύρωση της φυσικής με την ιατρική, όπου τα προηγμένα διαγνωστικά εργαλεία μπορούν να επηρεάσουν ζωές. Τα βραβεία τροφοδοτούν την επιθυμία μου να ξεπεράσω τα όρια και να βρω νέους τρόπους για να κάνω την επιστήμη να λειτουργεί για τους ανθρώπους».
Ο Δρ. Βλάχος έλαβε το Δίπλωμα του Μηχανολόγου Μηχανικού από το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (1995), ενώ το μεταπτυχιακό (1998) και το διδακτορικό του (2000) στην Μηχανική και Μηχανολογία από το Virginia Tech. Εισήλθε στο τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών στο Virginia Tech ως επίκουρος καθηγητής το 2003 και προήχθηκε σε αναπληρωτή το 2007 και σε τακτικό καθηγητή το 2011. Τον Αύγουστο του 2013 εντάχθηκε στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών στο Purdue και επί του παρόντος επίσης υπηρετεί ως διευθυντής του Lilly-Purdue Research Center.
Αξίζει να αναφερθεί ότι το πανεπιστήμιο Purdue, τα τελευταία δυο χρόνια έχει υπογράψει μνημόνια συνεργασίας με αρκετά ΑΕΙ στην Ελλάδα (ΕΚΠΑ, ΕΜΠ, Πολυτεχνείο Κρήτης, πανεπιστήμιο Πειραιώς) για την ανάπτυξη εκπαιδευτικών προγραμμάτων, ευκαιριών φοιτητών και ερευνητικών συνεργασιών. Σε αυτήν την πρωτοβουλία σημαντική υπήρξε η συνεισφορά του καθηγητή Βλάχου, καθώς και τριών ακόμη Ελλήνων επιστημόνων του Purdue, του Δημήτριου Περούλη, του Πέτρου Δρινέα και της Περιστέρας Πάσχου.
Το Purdue είναι δημόσιο Πανεπιστήμιο στις ΗΠΑ και συμπεριλαμβάνεται στο top ten των πιο αναγνωρισμένων ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων στον κόσμο. Κατέχει την 3η θέση μεταξύ των δημοσίων πανεπιστημίων των ΗΠΑ στην ετήσια κατάταξη GUV, ενώ οι ερευνητές του κατατάσσονται στην 4η θέση μεταξύ των πανεπιστημίων των ΗΠΑ και στην 5η στον κόσμο στις πατέντες, με 201 διπλώματα ευρεσιτεχνίας. Την ίδια ώρα εκπαιδεύει πάνω από 50.000 φοιτητές από 135 χώρες.
