iHeart: curare il cuore con la matematica

di Silvia De Stefano 26—Mag—2020 / 2:17 PM

C’è a chi la matematica fa venire un infarto e poi c’è la matematica che cura il cuore. Ecco il progetto iHeart e cosa si può fare con la medicina computazionale.

Per riparare un cuore malato si può cercare la risposta nei modelli matematici.

Non è poi così futuristico dal momento che il Politecnico di Milano è da qualche anno che lavora al progetto iHeart, che significa letteralmente integrated heart model for the simulation of the cardiac function e che è uno dei primi tentativi di medicina computazionale di creare un modello matematico del cuore.

Il progetto iHeart è uno dei primi tentativi di creare un modello matematico del cuore

Il progetto è sostenuto con più di 2 milioni di euro dal Consiglio europeo della ricerca (Erc) e ha lo scopo di rappresentare tramite un modello complesso tutti i processi fisiologici che formano questo nostro organo fondamentale.

Impulsi elettrici, meccanici e processi di fluidodinamica. Una vera e propria sinergia tra medicina e ingegneria con l’obiettivo di avanzare nella medicina di precisione e trovare soluzioni specifiche per ogni paziente.

Attraverso equazioni complesse, basandoci sull’analisi di Big Data e sul supercalcolo, puntiamo a realizzare un modello personalizzato dello studio del cuore di un paziente

afferma Alfio Quarteroni, responsabile del progetto.

Il medico osserva i sintomi, acquisisce i dati, traccia la diagnosi e stabilisce una terapia clinica. I modelli matematici possono aiutare nella fase pre-clinica grazie alla loro capacità predittiva e non invasiva, consentendo di creare un modello del paziente che descriva i processi fisiologici e patologici. Inoltre grazie ai modelli sarà possibile anche realizzare degli scenari di evoluzione di certe patologie difficilmente ottenibili con gli strumenti della medicina tradizionale.

I primi risultati del progetto iHeart

Grazie ai modelli matematici sviluppati da iHeart, è stato possibile ottenere valutazioni quantitative sui fattori che favoriscono l’innesco e il mantenimento di aritmie. In particolare in collaborazione con l’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano, i ricercatori del Politecnico sono riusciti a supportare e consolidare gli strumenti già utilizzati nelle terapie convenzionali, migliorando la localizzazione delle zone d’intervento. Inoltre, in fase d’incubazione, ci sono algoritmi sempre più rapidi, che velocizzeranno il processo decisionale in modo significativo.

Un altro grande traguardo si sta raggiungendo insieme all’Ospedale Sacco di Milano. In questo caso, i ricercatori stanno sviluppando un modello che fornisca informazioni dettagliate al cardiochirurgo per effettuare la miectomia, ovvero la rimozione di una parte del setto interventricolare. Si tratta del trattamento più comune per curare la cardiomiopatia ipertrofica ostruttiva, che causa un inspessimento del tessuto cardiaco tale da rendere difficoltoso l’espulsione del sangue in fase sistolica.