In che modo l’uso dei gemelli virtuali consente i progressi della medicina

Ciò che è stato popolare in altri settori per molti anni sta diventando sempre più problematico nell’assistenza sanitaria: simulazione e modellazione nel mondo virtuale. L’utilizzo dei cosiddetti “gemelli virtuali” consente di ottenere informazioni preziose per il progresso della medicina, della ricerca e della cura del paziente.

Migliorare l’assistenza sanitaria utilizzando mondi virtuali

L’uso della modellazione e della simulazione 3D per sviluppare e testare nuovi prodotti ha già dimostrato il suo valore in molti settori. Nell’industria automobilistica, ad esempio, i crash test fisici vengono eseguiti raramente, poiché ora vengono eseguiti in gran parte in un ambiente virtuale. Tuttavia, in medicina è ancora comune lavorare con immagini bidimensionali che non forniscono una visione completa delle condizioni del paziente. Poiché i dati sono già disponibili in formato digitale, il passaggio al 3D consentirà l’applicazione di una tecnologia già funzionante in altri settori: i gemelli virtuali. Questo approccio, ovvero la mappatura digitale di oggetti e processi reali, consente, ad esempio, un’analisi fisica di parti del corpo, singoli organi o l’intero corpo umano. Inoltre, addestrando i modelli con dati di pazienti reali, i risultati possono essere simulati nelle stesse condizioni della controparte reale. Una specialità medica che potrebbe trarre particolare vantaggio dall’uso dei gemelli virtuali è la cardiologia. In questo contesto il Organizzazione mondiale della sanità Afferma che le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte in tutto il mondo. Gli approcci moderni al trattamento e alla prevenzione sono pilastri importanti per migliorare la cura del paziente. Per adattare la tecnologia dei gemelli virtuali al corpo umano, è stato lanciato il progetto cuore vivo (Prima simulazione 3D realistica di un cuore che batte completamente, utilizzando una soluzione software).

Un contributo importante alla ricerca, ai centri sanitari e all’industria

La scienza e la ricerca si occupano da decenni delle complesse condizioni del cuore umano, cosa che contribuisce notevolmente al successo del Living Heart Project. Ad esempio, lo è Istituto di Medicina Cardiovascolare Ha cercato per anni di capire meglio il cuore umano. Di particolare interesse è l’interazione con organi, farmaci e altri metodi di trattamento. I ricercatori danno un prezioso contributo essendo in grado di mappare quasi tutto il cuore. Nonostante i progressi, rimangono molte domande: i difetti cardiaci (congeniti), soprattutto quelli complessi, e il loro comportamento nell’interazione con dispositivi medici e potenziali tessuti sostitutivi richiedono ancora un’indagine approfondita.

Le aziende di tecnologia medica utilizzano già la modellazione durante la fase di sviluppo. Attraverso le simulazioni, possono testare nuove applicazioni e dispositivi direttamente su un modello di cuore vivente. I risultati ottenuti nei laboratori virtuali riducono i costi e i lunghi test sugli animali e la prototipazione. A differenza dei modelli animali, il cuore virtuale può integrare i dati clinici per rappresentare in modo più accurato il cuore umano nel tempo man mano che viene utilizzato. Ciò consente un processo di sviluppo e approvazione più rapido, che aiuta a velocizzare il time-to-market di nuovi dispositivi medici.

già utilizzato in pratica

Grazie a tutti gli agenti coinvolti, il progetto Living Heart ha già ottenuto molti successi. I modelli cardiaci personalizzati sono già utilizzati oggi per supportare le terapie cliniche, ad esempio, nelle operazioni per correggere gravi difetti cardiaci nei neonati. Qui è possibile eseguire varie operazioni virtuali sotto la supervisione di un medico per determinare il metodo migliore. Anche gli studenti di medicina, il personale ospedaliero e persino i pazienti traggono vantaggio da Living Heart: ad esempio, il gemello virtuale di Heart può essere utilizzato nell’istruzione e nella formazione sanitaria per addestrare le procedure chirurgiche in tutto il mondo. Inoltre, i cicli di sviluppo e le suite di test possono essere accelerati e ottimizzati grazie alla simulazione. Ad esempio, è possibile adattare meglio le valvole cardiache artificiali alle condizioni patologiche di gruppi o singoli pazienti con l’ausilio di un cuore virtuale. In questo modo non sono più necessarie molte prove fisiche su animali o modelli realizzati in laboratorio.

passo successivo: Corpo umano virtuale

Ciò che viene ricercato oggi può contribuire a un nuovo livello di cura del paziente e allo sviluppo di farmaci o tecnologia medica in futuro. Il lavoro è già in corso su altri organi, come il polmone vivente e cervello vivente. Il cervello vivente, ad esempio, è attualmente utilizzato per indagare su disturbi neurologici come l’epilessia. Inoltre, in questo caso, le attività cerebrali possono essere simulate dai dati dei singoli pazienti, aiutando a comprendere la malattia, prevedere le crisi o classificare i tipi di crisi.

I modelli virtuali di questi organi complessi sono già così ben sviluppati che è già possibile pensare a un ulteriore passo avanti: combinare diversi modelli individuali e simulare così l’intero corpo umano. Questo uso di gemelli virtuali apre la strada a ulteriori progressi nello sviluppo della medicina personalizzata. Pertanto, ogni paziente ha l’opportunità di ricevere un trattamento adattato al proprio corpo, ai propri geni e al proprio metabolismo.