Na Ratunek Sercu

Każdego roku na zawał serca zapada w Polsce ok. 100 tys. osób. Podczas gdy, transplantacje, implantacje stentu, angioplastyka, bajpasy i nowoczesna farmakologia zdecydowanie poprawiły jakość leczenia chorych, statystyki są bezlitosne – choroby układu krążenia nadal pozostają najczęstszą przyczyną śmierci.

Wyobraźmy sobie sytuację, w której pewnego dnia lekarze potrafią stworzyć cyfrową replikę serca swoich pacjentów imitującą unikalne impulsy elektryczne, skurcze włókien mięśniowych, a nawet potencjalne nieprawidłowości. Komputerowy model umożliwiałby specjalistom nie tylko obserwację zmian, jakie zaszły w sercu po zawale i w efekcie poprawę jakości leczenia, ale przede wszystkim pomógłby zapobiegać samemu zawałowi.

Ludzkie serce w wirtualnej rzeczywistości

Pomimo tego, że symulacja komputerowa już od dłuższego czasu odgrywa istotną rolę w produkcji instrumentów i aparatów medycznych, to jej wykorzystanie do odtworzenia funkcjonowania ludzkiego ciała stało się technologicznie możliwe dopiero w ostatnich latach.

Dostawcy nowoczesnych technologii, lekarze medycyny i specjaliści z dziedziny biomechaniki połączyli siły w ramach interdyscyplinarnych zespołów, by opracować replikę serca, działającego w warunkach wirtualnej rzeczywistości.

Podstawą działania cyfrowego modelu serca jest połączenie danych pochodzących
z oprogramowania z wynikami badań pacjenta, co w efekcie pozwala lekarzom
przeprowadzić bardziej dokładną diagnozę i wprowadzić plan leczenia dla szeregu chorób układu krążenia, bez konieczności stosowania leczenia inwazyjnego.

„Living Heart”

W 2014 r. firma Dassault Systèmes – światowy lider w dziedzinie oprogramowania do projektowania i symulacji 3D, rozpoczęła nowatorski projekt o nazwie „Living Heart”. W efekcie pracy zespołu specjalistów z różnych dziedzin, po raz pierwszy na świecie, opracowana została technologia umożliwiająca stworzenie symulacji 3D całego ludzkiego serca.

Za sukcesem projektu stoi oprogramowanie SIMULIA od Dassault Systèmes. W oparciu o platformę 3DEXPERIENCE, SIMULIA umożliwia nie tylko opracowanie modelu ludzkiego serca, ale także pozwala na symulację pracy różnych jego elementów. W efekcie to, co lekarze i chirurdzy widzą na ekranie nie jest jedynie graficznym odwzorowaniem serca, ale również symulacją jego rzeczywistej pracy.

Już dziś spersonalizowane modele serca są wykorzystywane do wspierania terapii klinicznych, na przykład w operacjach korygujących poważne wady serca u noworodków. Technologia ta umożliwia także przeprowadzenie szeregu wirtualnych operacji serca pod nadzorem lekarza w celu ustalenia najlepszej strategii. Wirtualny bliźniak serca otwiera także ogromny potencjał szkoleniowy dla studentów i personelu szpitalnego.

Kolejny etap: wirtualna kopia ludzkiego ciała

Ludzkie serce to nie jedyny organ, któremu przygląda się Dassault Systèmes. Firma współpracuje już z partnerami nad wirtualnymi bliźniakami innych organów, takich jak płuca i mózg. Projekt „The Living Brain” wspomaga obecnie badania kliniczne nad zaburzeniami neuronalnymi jak epilepsja, umożliwiając symulowanie aktywności mózgu na podstawie rzeczywistych danych pochodzących od pacjentów oraz przewidywanie napadów padaczkowych i ich klasyfikowanie.

Kolejny krok? Dassault Systèmes twierdzi, że poziom zaawansowania wirtualnych modeli złożonych ludzkich organów pozwala myśleć jeszcze dalej – łącząc różne indywidualne modele i symulując w ten sposób całe ludzkie ciało. W efekcie, dzięki integracji danych i wirtualnym modelom 3D, będzie można przyspieszyć prace nad wdrożeniem spersonalizowanych sposobów leczenia, opracowując je w ułamku czasu potrzebnego do przeprowadzenia fizycznych testów, i co ważne, bez narażania ludzi lub zwierząt na działanie niesprawdzonych terapii.

Wojciech Gryciuk