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I ricercatori europei costruiscono l'essere umano fisiologico virtuale per migliorare la cura cardiovascolare

I ricercatori europei stanno costruendo l'essere umano fisiologico virtuale (VPH), un modello elaborato dal calcolatore completo dell'organismo. Con questo trattamento, ad un progetto fondato a UE messo a fuoco sul miglioramento della cura cardiovascolare e parecchi risultati chiave ora stanno applicandi dall'industria.

L'ultimo scopo del tutto questo è di trasformare la scienza di base nelle pratiche mediche reali che avvantaggieranno i pazienti e miglioreranno gli standard di cura.

“Una frase chiave che va con VPH è medicina personale,„ spiega John Fenner, parte del gruppo di coordinamento del progetto del VPH-Caso e del professore di seconda fascia di fisica medica all'università di Sheffield, Regno Unito.

“Catturi le droghe per esempio. Un medico potrebbe dare tipicamente le dosi leggermente differenti secondo peso paziente. Ma più crudamente, le decisioni sulle che droghe sono date tendono ad essere basate sui gruppi distinti della popolazione e su questo è tipicamente una soluzione unitaglia.„

L'approccio di VPH cerca di risolvere questo problema con i modelli di calcolo, sviluppati su una comprensione migliore di come il corpo umano funziona globalmente. Questo modo, droghe inefficaci può essere diserbato fuori prima che vadano in giudizio, miliardi potenzialmente di risparmio nello sviluppo della droga.

“Questo può contribuire a consegnare i trattamenti più efficaci con meno effetti secondari, adeguati alla persona,„ aggiunge Fenner. “Lo stesso va per la protesi e gli strumenti medici.„

Un altro elemento importante di VPH è multiscale che modella, simulante e collegato i trattamenti dalla macro del `' al micro del `'. La comprensione delle ossa ad un disgaggio macroscopico (per esempio resistenza, peso, rigidezza, ecc.) non è abbastanza per sviluppare un efficace prostetico; egualmente dovete pensare agli impatti al livello cellulare.

Pensi a andare alla palestra. Se tirate i pesi, i vostri muscoli si ingrandiscono a causa dei micro-cambiamenti in vostre celle di muscolo. Di che cosa abbiamo bisogno sta modellando che portate tutti questi disgaggi, dalla struttura scheletrica ai trattamenti cellulari.„

John Fenner, gruppo di coordinamento di progetto del VPH-Caso, professore di seconda fascia di fisica medica, università di Sheffield

Miglioramento della cura cardiaca

Come componente dell'iniziativa di VPH, al il progetto fondato a UE del VPH-Caso è stato lanciato nel 2015 con un fuoco sulla consegna i nuovi strumenti potenziali e dei metodi per migliorare la cura cardiaca. Il progetto, costituito un fondo per con il programma del odowska-Curie del ‚del Marie SkÅ dell'UE, ha riunito 14 ricercatori intelligenti della fase iniziale per esaminare un intervallo degli argomenti, variante dal comportamento delle celle del cuore ad un esame delle popolazioni.

“Tutta questa ricerca ha inserito nel lavoro di altri,„ nota Fenner. “Tale potenziamento incrociato, facendo uso di altri risultati e modelli per aumentare la vostra propria ricerca, è tutta la parte dell'ethos di VPH.„

I 14 progetti di ricerca sono stati messi a fuoco su tre cluster chiave, riguardando la funzione cardiaca del tessuto e supporto cardiaco, emodinamica cardiovascolare (lo studio su circolazione sanguigna) ed a diagnosi basata a immagine. I partner industriali e clinici erano implicati, fornenti al gruppo dei ricercatori l'esperienza di lavoro apprezzata ed assicurantesi che i loro progetti mettessero a fuoco sulla soluzione delle sfide nell'ambiente.

“Alcuni studenti sono stati collocati nelle piccole imprese per contribuire a costruire e collaudare la migliore strumentazione di imaging biomedico,„ aggiunge Fenner. “Per un'istituzione accademica gradisca nostri, avendo l'opportunità di lavorare con un'industria come questo è come la polvere di oro.„

Un futuro luminoso

Il collega di Fenner all'università di Sheffield Andrew Narracott descrive il progetto del VPH-Caso come altro mattone nel percorso verso medicina personale e la tecnologia diagnostica medica migliore. “Questo è un percorso lungo ed abbiamo parecchio da fare, ma dovete mettere le pietre giù per ottenere alla destinazione,„ lui spiegate.

“Discutibilmente, un buon metrico di successo è la qualità di formazione dei nostri studenti ricevuti. È piacevole che hanno finito in ulteriore ricerca o nell'industria. Uno dei nostri studenti ora funziona al laboratorio fisico nazionale (il laboratorio nazionale di standard della misura del Regno Unito). Per noi, questo è un grande successo.„

Ancora, alcuna della tecnologia sviluppata durante il progetto è stata continuata. Un sistema di prova di ultrasuono per esempio ora sta evolvendosi in un nuovo strumento per verificare i sistemi (MRI) di imaging a risonanza magnetica.

“Stiamo continuando la nostra collaborazione con le PMI stabilite durante il VPH-Caso, in vista delle tecnologie finalmente di commercializzazione ove possibile„ notiamo Fenner. “Uno dei nostri studenti ha continuato il loro lavoro con l'industria per contribuire a trovare le soluzioni di calcolo per aiutare gli interventi chirurgici. Queste interazioni in corso dimostrano come le idee con il potenziale di migliorare la cura cardiovascolare sono state prese dall'industria e dai ricercatori.„

Un più vasto vantaggio del progetto, Fenner crede, è stato il contributo al mindset del pubblico circa il valore dei metodi di calcolo nella medicina. “Un punto culminante particolare era la nostra partecipazione ad una mostra di arte a Londra,„ dice.

“Una delle tecnologie modellanti sviluppate all'interno del progetto video come pezzo di scultura dinamica. Ciò era un esercizio molto rewarding e se completamente una prospettiva diversa sulla nostra ricerca. L'interazione con il pubblico egualmente ha forzato i nostri ricercatori pensare diversamente al loro lavoro, considerare forse più i vantaggi sociali di cui fanno. Questa più vasta prospettiva sarà inestimabile alle loro carriere.„