La città di Houston (Texas) dove sto svolgendo il mio lavoro, è caratterizzata da due gruppi di grattacieli: quelli in cui hanno sede gli uffici di banche, assicurazioni etc. e quelli del “Medical Center”, una struttura che ha pochi eguali al mondo. Ospita infatti 47 istituzioni legate alla medicina, tra cui 13 ospedali, 2 centri specializzati, 2 scuole di medicina, 4 scuole di infermeria e dà lavoro a 75.000 persone, pari a circa cinque volte la popolazione di Sant’Angelo. Il Texas Medical Center è il motivo per cui mi trovo a vivere in questo angolo del pianeta.
Io non sono un medico. La mia laurea è in ingegneria aerospaziale con indirizzo aerodinamica. In altre parole, quello che ho studiato fino ad ora è la dinamica dei fluidi, termine con cui si indicano sia i gas (come l’aria) sia i liquidi (come l’acqua).

Una veduta dei grattacieli del “Medical Center” di Houston (Texas)...................Annalisa Quaini..........................

In alcune parti del nostro sistema cardiovascolare il sangue si comporta esattamente come l’acqua ed è per questo che una persona come me, completamente ignorante in medicina, si trova a collaborare con i medici di uno degli ospedali del “Medical Center”.
Il moto del sangue nel cuore è unidirezionale: arriva negli atrii da grandi vene, passa nei ventricoli e poi viene mandato in grandi arterie. Per garantire questa unidirezionalità ci sono delle valvole, che si aprono per lasciare passare il sangue e si richiudono per evitare che fluisca nella direzione sbagliata. La valvola mitrale è una di queste valvole. In certe persone la valvola mitrale non si chiude correttamente. Di conseguenza, quando il ventricolo si contrae parte del sangue torna nell’atrio, dando luogo ad un “rigurgito”, cioè il sangue ritorna da dove è venuto invece che proseguire nella sua direzione. Questa patologia, chiamata rigurgito mitralico, non deve essere sottovalutata perché si possono avere conseguenze serie, come l’aritmia, l’ipertensione dell’arteria polmonare e l’insufficienza cardiaca. La decisione di un medico di procedere al riparo della valvola o alla sua sostituzione si basa sulla valutazione della severità del rigurgito.
Purtroppo la quantificazione accurata del rigurgito è complicata da molti fattori e i medici non riescono ad averne una stima precisa.
Proprio allo scopo di capire meglio la dinamica del sangue vicino ad una valvola mitrale malata, i cardiologi dell’ospedale Metodista si sono rivolti al dipartimento di matematica dell’Università di Houston, dove io lavoro da un anno in qualità di post dottorato.
L’idea è quella di usare gli strumenti della fluidodinamica computazionale per poter simulare al computer il comportamento della valvola, con la speranza di trovare modi efficaci per valutare la severità della patologia e quindi sapere quando intervenire.
La valvola mitrale è molto complessa, così come lo è la sua interazione con il sangue. Dal punto di vista matematico e numerico, la simulazione di questo problema presenta svariate sfide ed è tutt’altro che triviale.
Al momento siamo lontani dalla simulazione completa, che probabilmente richiederà svariati mesi di lavoro prima di essere portata a termine. Io ho iniziato a lavorare a questo progetto da un anno e ho accettato di restare a Houston per un altro anno, in modo da poter proseguire questo lavoro, che trovo importante e interessante.
Il progetto a cui lavoro non è che una delle molte applicazioni della matematica alla medicina e la medicina è solo uno dei molti ambiti in cui la matematica viene messa al servizio di problemi di interesse comune.
La mia esperienza negli Stati Uniti può essere di stimolo a molti ragazzi che, accordando la passione e lo studio della matematica con la disponibilità a lasciare temporaneamente il proprio paese, potrebbero trovarsi nella mia stessa situazione.
Annalisa Quaini.