Si chiama iHEART Simulator il modello matematico e computazionale del cuore umano mirato allo studio di patologie coronariche che integra in un’unica piattaforma i complessi processi dell’elettromeccanica, dell’emodinamica e della perfusione cardiaca. Il livello di integrazione raggiunto permette di ottenere una precisione biofisica molto elevata nella simulazione delle funzionalitĂ cardiache e delle relative patologie. I risultati della ricerca, che ha visto la collaborazione tra i laboratori MOX del Dipartimento di Matematica e LaBS del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, è stata recentemente pubblicata su Nature Scientific Reports.
Il progetto quinquennale iHEART (Integrated Heart), terminato nel 2023, è stato finanziato dall’Unione Europea attraverso un ERC Advanced Grant ed è stato diretto e coordinato dal professore Alfio Quarteroni. I risultati sono stati presentati anche in una Plenary Lecture alla conferenza ICIAM 2023 a Tokyo, durante il quale cui il professor Quarteroni è stato insignito del prestigioso Premio Lagrange dall’International Council for Industrial and Applied Mathematics (ICIAM).
Particolarmente innovativa è stata l’applicazione del modello all’analisi delle patologie coronariche, come le ischemie e l’infarto miocardico acuto, che grazie all’iHEART Simulator, porteranno un domani venire studiate in modo piĂą dettagliato e accurato per aprire la strada a nuove terapie.
Altri modelli matematici sviluppati dal progetto iHEART in collaborazione con l’IRCCS Ospedale San Raffaele e l’Humanitas Research Hospital di Milano sono stati, invece, mirati a comprendere le aritmie cardiache, come la tachicardia ventricolare o la fibrillazione atriale, e hanno permesso di identificare fattori chiave per l’insorgenza e il mantenimento di questo tipo di problematica cardiaca.
Il progetto ha permesso di verificare come la matematica cardiaca riesca a supportare e a consolidare lo studio elettrofisiologico nella localizzazione delle zone di intervento sulla parete del cuore. I nuovi e sempre più rapidi algoritmi attualmente in fase avanzata di sviluppo da parte dei ricercatori del Politecnico, inoltre, dovrebbero permettere di effettuare questo tipo di analisi in tempo reale, velocizzando in maniera significativa il processo decisionale dell’intervento.
Il progetto ha visto anche la collaborazione con l’Ospedale Sacco di Milano, con cui è stato sviluppato un modello che guida i cardiochirurghi nella rimozione di parte del setto interventricolare per trattare la cardiomiopatia ipertrofica ostruttiva. La simulazione matematica si inserisce nella fase preoperatoria, ed è stata considerata dai medici come efficace strumento di guida per il delicato intervento.
I ricercatori del Politecnico in collaborazione con l’Ospedale S. Maria del Carmine di Rovereto (TN), infine, hanno creato uno strumento matematico per ottimizzare la terapia di risincronizzazione cardiaca. Il metodo permette di ridurre il tempo di mappatura del ventricolo sinistro, necessario per l’impianto di un dispositivo di risincronizzazione, e quindi i tempi di esposizione del paziente a un trattamento invasivo, e guida il posizionamento del catetere nel posto piĂą curativo per il paziente scompensato.
