El simulador iHEART es un modelo matemático y computacional del corazón humano desarrollado íntegramente en el Politecnico di Milano y diseñado para estudiar la enfermedad de las arterias coronarias. Este es el foco de la investigación publicada en Scientific Reports , titulada “Un modelo matemático integral para la perfusión cardíaca”.
Lo que hace que iHEART Simulator sea único es su capacidad de combinar los complejos procesos de electromecánica, hemodinámica y perfusión cardíaca en una sola plataforma. Este nivel de integración ofrece una precisión biofísica sin precedentes en la simulación de la función cardíaca y enfermedades relacionadas.
Uno de los aspectos más innovadores de este estudio es la aplicación de este modelo al análisis de la enfermedad arterial coronaria , como la isquemia y el infarto agudo de miocardio. Gracias al simulador iHEART, los investigadores podrán estudiar estas enfermedades de forma más detallada y precisa, allanando el camino para nuevas terapias.
En colaboración con el IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano y el Hospital de Investigación Humanitas de Milán, el proyecto iHEART también ha desarrollado modelos matemáticos para comprender las arritmias cardíacas como la taquicardia ventricular o la fibrilación auricular.
Estos modelos han permitido identificar factores clave en la aparición y mantenimiento de arritmias. Se ha demostrado así que la matemática cardíaca es capaz de apoyar y consolidar el estudio electrofisiológico en la localización de áreas de intervención en la pared del corazón. Además, también se están estudiando algoritmos cada vez más rápidos y que se encuentran en una fase avanzada de desarrollo; permitirán realizar este tipo de análisis en tiempo real, agilizando significativamente el proceso de toma de decisiones quirúrgicas.
En colaboración con Ospedale Sacco di Milano, también se desarrolló un modelo para guiar a los cirujanos cardíacos en la extirpación de parte del tabique interventricular para tratar la miocardiopatía hipertrófica obstructiva. La simulación matemática forma parte de la fase preoperatoria y ha sido considerada por los médicos como una eficaz herramienta de orientación para esta delicada cirugía.
En colaboración con el Ospedale Santa Maria del Carmine en Rovereto (provincia de Trento), se creó una herramienta matemática para optimizar la terapia de resincronización cardíaca. Esto reduce el tiempo de mapeo del ventrículo izquierdo , necesario para implantar un dispositivo de resincronización, y por lo tanto también reduce el tiempo de exposición del paciente en tratamientos invasivos, y orienta la colocación del catéter en la ubicación más curativa para el paciente descompensado.
iHEART Simulator es el resultado de años de investigación dentro del proyecto “iHEART” (Integrated Heart). El proyecto, dirigido y coordinado por el profesor Alfio Quarteroni, se desarrolló entre 2017 y 2023 y tenía como objetivo desarrollar el primer modelo matemático integral del corazón humano y sus enfermedades.
Los resultados de este estudio fueron presentados en una conferencia plenaria por el profesor Quarteroni en la Conferencia ICIAM 2023 en Tokio , donde recibió el Premio Lagrange del Consejo Internacional de Matemáticas Industriales y Aplicadas (ICIAM).
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