Společnost Dassault Systèmes společně s pracovníky Fakulty strojní ČVUT v Praze a jihlavské VŠPJ se podílejí na celosvětovém projektu „Living Heart“. Tato nová digitální technologie, kterou vyvinula právě společnost Dassault Systèmes ve spolupráci s britskými univerzitami, jako je Oxford, Univerzita v Glasgow a londýnská University College, přinese velký obrat v našem chápání a léčbě vážných chorob lidského srdce. (TZ)
V současnosti lékaři používají speciální barviva a rentgenové kamery, aby mohli sledovat srdce nemocného pacienta. Odborný tým pracující v rámci globální sítě pomohl vytvořit ultra-realistickou vědecky ověřenou 3D simulaci lidského srdce. Díky využití plně animovaného digitálního 3D modelu mohou výrobci přístrojů, výzkumníci a profesionálové z oboru zdravotnictví již dnes provádět virtuální testy a zobrazovat reakce srdce takovým způsobem, jaký tradiční fyzické testování neumožňuje.
Simulaci srdce lze využít ke zkoumání vrozených vad či srdečních chorob ve snadno ovladatelném softwaru, kde lze upravovat tvar a vlastnosti tkáně. Kromě toho lze do simulátoru zahrnout zdravotnické přístroje, a prozkoumat tak jejich vliv na srdeční funkce, ověřovat jejich účinnost a předvídat spolehlivost za nejrůznějších provozních podmínek. Jde tak například vyhodnotit nejvhodnější typ, tvar a umístění koronárních stentů k dosažení nejlepšího možného výsledku.
Prostor ke zdokonalení
Model Living Heart obsahuje dobře definované anatomické detaily srdce i blízké vaskulatury, jako je například aortální oblouk, plicní tepna a horní dutá žíla. Dynamická reakce srdečního modelu se řídí realistickou elektrickou a strukturální fyzikou a fyzikou tekutin (zde krve). Když bylo 3D virtuální srdce představeno odborníkům, poprvé mohli vidět, jak srdce skutečně funguje. Zatímco 2D scany a rentgeny nikdy nemohou nabídnout kompletní náhled, ve 3D je vše v těle viditelné v pohybu. S využitím helmy pro virtuální realitu nebo speciálních místností s multiprojektory mohou experti dokonce vstoupit přímo dovnitř srdce a tam odkrýt nejdrobnější detaily.
Diagnóza se tak nejen usnadní, ale navíc bude možné sdílet ji i s pacienty, kteří ji díky tomu lépe pochopí. Když lékaři pacientovi přesně ukáží, jak dané onemocnění vypadá a jak na srdce působí, případně jakým způsobem budou účinkovat léky či kardiostimulátor, bude pro ně jednodušší danou léčbu pochopit a přijmout. Tento projekt propojuje řadu individuálních snah předních kardiovaskulárních expertů, vývojářů přístrojů a dalších specialistů tak, aby se jejich vědomosti sloučily do jednotného zdroje informací. Generické digitální srdce, které nyní máme k dispozici, lze snadno přizpůsobit tak, aby simulovalo jakýkoliv stav či chorobu. Odhaluje elektrické impulzy, které způsobují, že srdce pumpuje krev, a také je možné přizpůsobit 3D model tak, aby přesně odpovídal srdci konkrétního jedince.
Srdce a mysl
Když se vlastnosti digitálního srdce upraví tak, aby věrně kopírovaly srdce daného pacienta, mobilní senzory a nositelné technologie mohou monitorovat zdravotní stav 24 hodin denně a pracovat s příslušnými daty. Díky tomu je možné shromažďovat data o životním stylu pacienta po dobu týdnů či měsíců a získat tak mnohem podrobnější přehled o vlivech na jeho srdce, než jaký bylo možné doposud vytvořit. Předpokládá se, že bude brzy možné navštívit lékaře osobně nebo online a nechat si zobrazit vlastní srdce ve 3D, a názorně tak porozumět jeho stavu a tomu, co ho ovlivňuje.
Ve spolupráci s biotechnologickými společnostmi lze ve 3D modelovat, zkoumat a vylepšovat podrobné návrhy přístrojů jako stenty, kardiostimulátory nebo chlopňové kroužky v simulovaném srdci dříve, než se použijí v tom skutečném. Technologie Dassault Systèmes ukazuje, jak přístroje fungují v reálných podmínkách, kde jsou vystaveny různým vlivům a neustálému opotřebovávání, které může vést k poruchám.
Naděje oboru
S využitím projektu Living Heart k virtuálnímu testování budou chirurgové schopni digitálně vyzkoušet nové techniky a farmaceutickou léčbu pro konkrétního pacienta. Nejlepší na tomto projektu je, že skutečně dosáhl pokroku, o který mnoho výzkumníků usiluje již několik desetiletí. Určité úspěchy již byly zaznamenány v minulosti, obvykle ale v dílčích oblastech a navíc byla práce s těmito řešeními velice náročná a nedala se snadno přizpůsobovat pro konkrétní případy. Nově vyvinutá technologie však přináší revoluci v tom, jak je snadno dostupná. Dříve se vždy kladl důraz na modelování samotného srdce a obvykle nebylo možné zahrnout do procesu i přístroje. Projekt Living Heart ale propojil chemické, elektrické a strukturální interakce včetně aspektu interakce tekutin v jediné simulaci, a proto je nyní jednoduché zakomponovat do něj i chování jednotlivých přístrojů. To je nespornou výhodou pro biotechnologické společnosti, které díky němu mohou vylepšit své produkty a metody pro kardiologickou péči.
Další informace o projektu „Living Heart“ naleznete na http://www.3ds.com/heart.
Dassault Systèmes
Dassault Systèmes – 3DEXPERIENCE Company – poskytuje firmám i jednotlivcům virtuální vizi projektů pro udržitelnou inovaci. Její špičková řešení mění způsob, jímž jsou navrhovány, vyráběny a podporovány nové výrobky. Portfolio nástrojů pro spolupráci, jež společnost nabízí, podporuje sociální inovaci a rozšiřuje možnosti, kterými může virtuální svět zlepšovat svět reálný. Společnost má přes 210 000 klientů ve více než 140 zemích světa a všech průmyslových odvětvích. Více informací najdete na www.3ds.com.
CATIA, SOLIDWORKS, ENOVIA, DELMIA, SIMULIA, GEOVIA, EXALEAD, 3D VIA, BIOVIA, NETVIBES, 3DEXCITE včetně loga 3DEXPERIENCE ve tvaru kompasu a 3DS jsou registrované obchodní značky Dassault Systèmes nebo jejich dceřiných společnosti v USA a/nebo dalších zemích.