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Modèle mathématique neuf pour étudier le comportement du coeur humain

Après avoir atteint maintenant sa troisième année, projet « iHEART » des Di Milan, lauréat de Politecnico d'un Grant avancé par ERC de l'euro 2.350.000, s'est réglé l'objectif ambitieux de produire un modèle mathématique complet pour étudier le comportement du coeur humain et de ses pathologies, une sorte de « microscope virtuel. »

Ceci intègre tous les procédés de fonction cardiaque, à savoir bouturage d'impulsion électrique, activation cellulaire, contraction et relaxation myocardique pendant la phase systolique et diastolique, dynamique des fluides de sang dans des ventricules et des oreillettes, et dynamique d'ouverture-fermeture des quatre valvules cardiaques.

La recherche effectuée jusqu'à présent a déjà laissé commencer des fonctionnements de certains sous-problèmes, qui attirent l'intérêt considérable pour le corps médical. Par conséquent, des études de faisabilité, l'orientation a changé de vitesse aux premiers essais pratiques, dans lesquels les mathématiciens et les médecins coopèrent à optimiser ces outils neufs dans le cadre des opérations fragiles destinées pour résoudre certains états cardiaques très importants.

Quelques exemples sont donnés ci-après.

Les modèles développés par l'iHeart de projet ont mené à la production des signes quantitatifs sur les facteurs qui contribuent pour déclencher et mettre à jour des arythmies, telles que la tachycardie ventriculaire. Les méthodes chirurgicales traditionnelles consistent en exécutant les ablations de transcatheter, qui permettent, par l'intermédiaire des radiofréquences, de neutraliser les endroits anormaux entraînant l'arythmie.

En partenariat avec l'élément d'Arrhythmology et avec l'élément cardiaque d'électrophysiologie de l'hôpital d'IRCCS [institut scientifique pour l'hospitalisation et les soins] San Raffaele, Milan, chercheurs vérifiés comment les mathématiques cardiaques peuvent soutenir et consolider l'étude électrophysiologique dans la localisation des endroits d'intervention sur la paroi de coeur.

Les algorithmes de plus en plus rapides, qui laisseront exécuter ce type d'analyse en temps réel, de ce fait accélérant de manière significative le procédé décisionnel ont associé à la chirurgie, ont également atteint une phase avancée de développement.

Un modèle actuel est développé en partenariat avec l'hôpital de Sacco, Milan, pour fournir des signes précis pour le cardiologue sur la façon dont exécuter myectomy (démontage) d'une partie du septum interventriculaire utilisant très un coût bas, analyse non envahissante.

Cette demande de règlement est celle qui est la plus très utilisée pour traiter la myocardiopathie obstructive hypertrophique, qui consiste en épaississement septal qui effectue dur pour éjecter le sang de la ventricule gauche dans l'aorte ascendante.

La simulation mathématique est insérée dans la phase préopératoire et a été considérée par les médecins comme outil de guidage efficace pour ce fonctionnement chirurgical.

Un outil de calcul complémentaire a été développé en partenariat avec la cardiologie et les Services de Radiologie de l'hôpital de carmin de del de S. Maria, Rovereto (TN), pour améliorer le traitement de resyncronisation cardiaque (CRT), qui consiste en implantant un dispositif capable de remettre la synchronisation correcte de la contraction de coeur ont nui par des troubles de conduction ou par la présence des cicatrices.

À cet effet, les cardiologues doivent tracer la ventricule gauche pour trouver son activité électrique en insérant une cathéter-électrode dans les vaisseaux sanguins.

L'instrument mathématique actuel validé laissera réduire considérablement la durée de mappage et, ainsi, l'exposition patiente aux soins invasifs, sans compter que l'emplacement de guidage de cathéter en position la plus curative pour l'insuffisance cardiaque de présentation patiente.

Comme montré par ces exemples, l'iHEART a ouvert des horizons neufs entre les mathématiques et le médicament de translation, et a déterminé l'action coordonnée et systématique entre les universités et les hôpitaux, produisant un chiffre professionnel neuf à la surface adjacente entre les mathématiques, la bio-ingénierie, le médicament et la science de caractéristiques.

En raison de tous les partenariats cliniques neufs, et d'activité intégrée de nos jeunes chercheurs (des stagiaires de PhD et des diplômés de postdoctorat) avec cela des chercheurs hôpital hôpital, nous préparerons le terrain pour une discipline neuve, à savoir le médicament de calcul. »

Alfio Quarteroni, professeur et chef de projet, Di Milan de Politecnico

Les Di Milan de professeur, de Politecnico d'Alfio Quarteroni, Milan, l'Italie et le professeur émérite, EPFL, Lausanne, Suisse ont reconnu en tant qu'un des mathématiciens les plus à facettes multiples au monde, célèbre pour s'appliquer des mathématiques aux inducteurs les plus divers : industrie aérospatiale, pollution environnementale, choc des séismes sur les constructions civiles, urbanisme, médicament, et même sports compétitifs.

En particulier, il a participé à produire les aéronefs solaires d'impulsion, et a dirigé l'équipe de recherche qui a développé le modèle mathématique pour Alinghi, le lauréat suisse de yacht deux fois de la cuvette de l'Amérique prestigieuse, de la cuvette de navigation, pour deux éditions consécutives du chemin, en 2003 et de 2007.