De blog van The Write Mind

Virtuele simulatie is goed voor het hart

Virtuele simulatie is goed voor het hart
In deze Simsalabim post komen volgende onderwerpen aan bod:

Virtuele simulatie is goed voor het hart

In onze vorige blog post schreven we al dat realistische virtuele simulatie werkelijkheid is geworden, ondermeer dankzij het gebruik van gesofisticeerde multifysica modellen.  Virtuele simulatie is historisch nauw verweven met de automobiel- en ruimtevaartindustrie, maar heeft zich van daaruit verspreid naar andere industriële sectoren. Vooral binnen de gezondheidsindustrie maakt virtuele simulatie momenteel sterk opgang. Het wordt er ingezet om nieuwe geneesmiddelen, implantaten of  chirurgische methoden te ontwikkelen.

Medische implantaten in silico testen

Zo kan de ontwikkeling van nieuwe implantaten aanzienlijk worden versneld dankzij virtuele simulatie (in silico testen). Nieuwe concepten worden makkelijker en sneller gevalideerd op basis van 3D computermodellen. Virtuele in vitro testen kunnen snel worden uitgevoerd voor zeer diverse scenario’s, en dat maakt het op zijn beurt mogelijk om het aantal in vitro testen op “echte” prototypes sterk in te perken. Virtuele simulatie maakt het tenslotte ook mogelijk om in vivo omstandigheden te reproduceren, en zonder medisch risico unieke inzichten te krijgen en nieuwe ideeën te ontwikkelen.

Betrouwbaarheid is cruciaal

Een in silico aanpak laat toe om tijdrovende fysische testen tot een minimum te herleiden (net zoals dat gebeurd is in andere sectoren waar virtuele simulatie al langer wordt ingezet voor productontwikkeling). Er is natuurlijk wel een belangrijke “maar”. In silico experimenten kunnen slechts voldoend nauwkeurige en betrouwbare resultaten opleveren als degelijk gevalideerde modellen en rekenmethoden worden gebruikt. Indien het de finale doelstelling is om met in silico testen sneller betere medische behandelingen te kunnen ontwikkelen, dan is het meteen duidelijk waar de absolute prioriteit ligt.

Meer zekerheid voor hartpatiënten

Als we dit verder toespitsen op behandelingen voor cardiovasculaire aandoeningen, dan verdient het Living Heart Project van Simulia (Dassault Systèmes) toch wel bijzondere aandacht. Wereldwijd zijn hart- en vaatziekten immers de belangrijkste doodsoorzaak. Alhoewel er de afgelopen tientallen jaren grote vooruitgang geboekt is om deze ziektes (preventief) te behandelen blijft er heel wat onzekerheid bestaan. Wat is nu eigenlijk de beste behandeling voor elke individuele patiënt? En hoe zal die patiënt reageren op een behandeling?

Om daar verandering in te brengen heeft het Living Heart Project regelgevende instanties, ontwikkelaars van medische implantaten, cardiologen en academici samen gebracht om te werken aan de ontwikkeling van virtuele hartmodellen. Die multifysica modellen brengen zowel mechanische, elektrische als stromingsmechanische aspecten in rekening om het functioneren van het hart realistisch te simuleren. Een eerste hartmodel werd door Dassault Systèmes op 29 mei 2015 commercieel beschikbaar gesteld (lees hier het persbericht).

Een behandeling op maat

Aan het Living Heart Project werken ook een aantal Vlaamse bedrijven mee, met name Materialise (3D printing) en Capvidia (CAD) uit Leuven, evenals FEops (cardiovasculaire simulatie) uit Gent.

FEops heeft een technologie ontwikkeld waarmee op basis van CT scans een 3D virtueel hartmodel van de patiënt kan worden geleverd aan de behandelende cardioloog.  Gebruik makend van dit  model kan de hartchirurg vervolgens een of meer implantaten virtueel inbrengen, en in silico uittesten hoe een implantaat zal functioneren bij die patiënt. Zo kan de hartchirurg het implantaat kiezen dat het meest geschikt is voor de patiënt, en kan de chirurgische ingreep optimaal worden voorbereid. Voor de patiënt zelf is deze manier van werken uiteraard een heel pak minder belastend, en houdt de ingreep ook minder risico’s in.

Regulering van nieuwe implantaten

Om nog even terug te komen op het Living Heart Project: recent heeft Dassault Systèmes een akkoord afgesloten met de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) om over een periode van 5 jaar verder onderzoek te verrichten (lees hier het persbericht). Het doel van die samenwerking is een in silico aanpak voor de ontwikkeling en inbreng van cardiovasculaire implantaten verder te valideren, zodat virtuele simulatie ook kan worden ingezet bij de regulering van nieuwe implantaten en behandelingen. Een volgende stap dus in het verhaal hoe virtuele simulatie steeds meer bijdraagt tot technologische innovatie op mensenmaat.

Interessant? Vergeet deze Simsalabim post niet te delen:
Luc Meulewaeter Virtuele simulatie is goed voor het hart
Ontdek aanverwante Simsalabim posts:
Luc MeulewaeterVirtuele simulatie is goed voor het hart