iHEART simulator je matematički i računarski model ljudskog srca koji je u potpunosti razvijen na Politecnico di Milano i dizajniran za proučavanje bolesti koronarnih arterija. Ovo je fokus istraživanja objavljenog u Scientific Reports, pod nazivom „Sveobuhvatni matematički model za srčanu perfuziju“.
Ono što iHEART Simulator čini jedinstvenim je njegova sposobnost da kombinuje složene procese elektromehanike, hemodinamike i srčane perfuzije u jednu platformu. Ovaj nivo integracije nudi biofizičku tačnost bez presedana u simulaciji srčane funkcije i srodnih bolesti.
Jedan od najinovativnijih aspekata ove studije je primena ovog modela u analizi bolesti koronarnih arterija, kao što su ishemija i akutni infarkt miokarda. Zahvaljujući iHEART Simulatoru, istraživači će moći da proučavaju ove bolesti na detaljniji i precizniji način, otvarajući put novim terapijama.
U saradnji sa IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano i Istraživačkom bolnicom Humanitas u Milanu, projekat iHEART je takođe razvio matematičke modele za razumevanje srčanih aritmija kao što su ventrikularna tahikardija ili atrijalna fibrilacija.
Ovi modeli su omogućili da se identifikuju ključni faktori u nastanku i održavanju aritmija. Tako je pokazano da je srčana matematika u stanju da podrži i konsoliduje elektrofiziološku studiju u lokalizaciji interventnih područja na srčanom zidu. Pored toga, proučavaju se i sve brži algoritmi koji su u naprednoj fazi razvoja; oni će omogućiti da se ova vrsta analize sprovede u realnom vremenu, značajno ubrzavajući proces donošenja odluka o operaciji.
U saradnji sa Ospedale Sacco di Milano, takođe je razvijen model za vođenje kardiohirurga u uklanjanju dela interventrikularnog septuma za lečenje hipertrofične opstruktivne kardiomiopatije. Matematička simulacija je deo preoperativne faze i lekari su je smatrali efikasnim oruđem za ovu delikatnu operaciju.
U saradnji sa Ospedale Santa Maria del Carmine u Roveretu (provincija Trento), kreiran je matematički alat za optimizaciju terapije resinhronizacije srca. Ovo smanjuje vreme za mapiranje leve komore, što je neophodno za implantaciju uređaja za resinhronizaciju, a samim tim i vreme izlaganja pacijenta u invazivnim tretmanima i usmerava postavljanje katetera na najlekovitiju lokaciju za dekompenzovanog pacijenta.
iHEART Simulator je rezultat višegodišnjeg istraživanja u okviru projekta „iHEART“ (Integrated Heart). Projekat, koji je vodio i koordinirao profesor Alfio Kvarteroni, trajao je od 2017. do 2023. godine, a imao je za cilj da razvije prvi sveobuhvatni matematički model ljudskog srca i njegovih bolesti.
Rezultati ove studije predstavljeni su u plenarnom predavanju profesora Kvarteronija na konferenciji ICIAM 2023 u Tokiju, gde mu je Međunarodni savet za industrijsku i primenjenu matematiku (ICIAM) dodelio Lagranžovu nagradu.
