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Os pesquisadores europeus constroem o ser humano fisiológico virtual para melhorar o cuidado cardiovascular

Os pesquisadores europeus têm construído o ser humano fisiológico virtual (VPH), um modelo de computador completo do corpo. Com este processo, um projecto EU-financiado centrado sobre o melhoramento do cuidado cardiovascular, e diversos resultados chaves estão sendo executados agora pela indústria.

O alvo final do todo o isto é transformar a ciência básica nas práticas médicas reais que beneficiarão pacientes e melhorarão padrões do cuidado.

“Um frase-chave que vá com VPH é medicina personalizada,” explica John Fenner, parte da equipe da coordenação do projecto do VPH-Caso, e do conferente superior da física médica na universidade de Sheffield, Reino Unido.

“Tome drogas por exemplo. Um doutor pôde tipicamente dar doses ligeira diferentes de acordo com o peso paciente. Mas mais bruta, as resoluções sobre que drogas são dadas tendem a ser baseadas em grupos distintos da população, e neste são tipicamente um-tamanho-ajuste-toda solução.”

A aproximação de VPH procura resolver esta edição com os modelos computacionais, construídos em uma compreensão melhorada de como o macacão humano das carroçarias. Esta maneira, drogas ineficazes pode ser removida ervas daninhas para fora antes que vão à experimentação, biliões potencial de salvamento na revelação da droga.

“Isto pode ajudar a entregar uns tratamentos mais eficazes com menos efeitos secundários, costurados ao indivíduo,” adiciona Fenner. “O mesmo vai para próteses e instrumentos médicos.”

Um outro elemento importante de VPH é multiscale que modela, simulando e interconectando processos do macro do `' ao micro do `'. Compreender os ossos em uma escala macroscópica (por exemplo força, peso, rigidez, etc.) não é bastante para desenvolver um protético eficaz; você igualmente precisa de pensar sobre impactos a nível celular.

Pense sobre ir ao gym. Se você puxa pesos, seus músculos obtêm mais grandes devido às micro-mudanças em suas pilhas de músculo. O que nós precisamos está modelando que períodos todas estas escalas, da estrutura esqueletal aos processos celulares.”

John Fenner, equipe da coordenação do projecto do VPH-Caso, conferente superior da física médica, universidade de Sheffield

Melhorando o cuidado cardíaco

Como parte da iniciativa de VPH, o projecto EU-financiado do VPH-Caso foi lançado em 2015 com um foco em entregar novas ferramentas potenciais e métodos para melhorar o cuidado cardíaco. O projecto, financiado com o programa de odowska-Curie do ‚do Marie SkÅ da UE, reuniu 14 pesquisadores brilhantes da fase inicial para examinar uma escala de assuntos, variando do comportamento de pilhas do coração a um exame das populações.

“Toda esta pesquisa alimentou no trabalho de outro,” nota Fenner. “Tal fertilização cruzada, usando outros resultados e modelos para aumentar sua própria pesquisa, é toda a parte dos etos de VPH.”

Os 14 projectos de investigação foram focalizados em três conjuntos chaves, cobrindo a função cardíaca do tecido e apoio cardíaco, a hemodinâmica cardiovascular (o estudo da circulação sanguínea) e diagnóstico imagem-baseado. Os sócios industriais e clínicos eram involvidos, fornecendo a equipe dos pesquisadores a experiência de trabalho valiosa, e assegurando-se de que seus projectos se centrassem sobre a resolução de desafios do real-mundo.

“Alguns estudantes foram colocados nas pequenas empresas para ajudar a construir e para testar o melhor equipamento da imagem lactente médica,” adiciona Fenner. “Para uma instituição académico goste de nossos, tendo a oportunidade de trabalhar com uma indústria como isto é como a poeira de ouro.”

Um futuro brilhante

O colega de Fenner na universidade de Sheffield Andrew Narracott descreve o projecto do VPH-Caso como um outro tijolo no trajecto para a medicina personalizada e a tecnologia diagnóstica médica melhorada. “Este é um trajecto longo, e nós temos o uma grande distância a percorrer, mas você precisa de pôr para baixo as pedras para obter ao destino,” ele explica.

“Discutìvel, um bom métrico do sucesso é a qualidade de treinar nossos estudantes recebidos. É gratificante que terminaram acima de em uma pesquisa mais adicional ou na indústria. Um de nossos estudantes trabalha agora no laboratório físico nacional (o laboratório nacional dos padrões da medida do Reino Unido). Para nós, este é um grande sucesso.”

Além disso, alguma da tecnologia desenvolvida durante o projecto foi continuada. Um sistema de teste do ultra-som por exemplo está evoluindo agora em uma nova ferramenta para testar sistemas (MRI) da ressonância magnética.

“Nós estamos continuando nossa colaboração com os SMEs estabelecidos durante o VPH-Caso, com o propósito das tecnologias eventualmente de comercialização sempre que seja possível,” notas Fenner. “Um de nossos estudantes continuou seu trabalho com indústria a ajudar a desenvolver soluções computacionais para ajudar a intervenções cirúrgicas. Estas interacções em curso demonstram como as ideias com o potencial melhorar o cuidado cardiovascular foram pegaradas pela indústria e pelos pesquisadores.”

Um benefício mais largo do projecto, Fenner acredita, foi a contribuição para o mindset do público sobre o valor de métodos computacionais na medicina. “Um destaque particular era nossa participação em uma exposição de arte em Londres,” diz.

“Uma das tecnologias de modelagem desenvolvidas dentro do projecto foi indicado como uma parte de escultura dinâmica. Este era um exercício muito rewarding e desde que completamente uma perspectiva distinta em nossa pesquisa. A interacção com o público igualmente forçou nossos pesquisadores a pensar diferentemente sobre seu trabalho, para considerar talvez mais os benefícios sociais do que faz. Esta perspectiva mais larga será inestimável a suas carreiras.”