Avere a disposizione un modello matematico completo del funzionamento del cuore, che ne simuli tutti i singoli processi ai diversi livelli, dalla propagazione dell’impulso elettrico alla fluidodinamica, consentirebbe di capire meglio le malattie cardiache e trovare più rapidamente cure efficaci. Le malattie cardiovascolari sono la prima causa di morte nel mondo occidentale e in Italia causano 240mila decessi.
Per affrontare questa sfida, la matematica può rivelarsi decisiva. Così, il Consiglio europeo delle ricerche ha destinato un ERC Advanced Grant di 2.350.000 Euro al progetto “iHEART” di Alfio Quarteroni, celebre matematico del Politecnico di Milano che a due anni dal lancio del progetto dice «grazie a tutte le nuove collaborazioni cliniche e all’attività integrata dei nostri giovani ricercatori (dottorandi e post doc) con quella dei ricercatori operanti presso strutture ospedaliere, riteniamo di riuscire a tracciare una pista importante in Italia in una disciplina nuova, la Medicina Computazionale». I risultati sono già ragguardevoli tanto da far pensare a una nuova figura professionale all’interfaccia fra matematica, bioingegneria, medicina e data science. Ecco alcuni esempi.
In caso di aritmie come la tachicardia ventricolare, il team in collaborazione con l’unità di aritmologia ed elettrofisiologia cardiaca dell’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano, ha visto come la matematica cardiaca riesce a supportare e a consolidare lo studio elettrofisiologico nella localizzazione delle zone di intervento sulla parete del cuore. Si cerca ora di effettuare queste analisi in tempo reale per supportare i clinici nei processi decisionali durante l’intervento.
Indicazioni precise, questa volta al cardiochirurgo e in fase pre-operatoria, possono essere date su come effettuare la miectomia (rimozione) di una porzione del setto interventricolare, mediante un'analisi non invasiva e a bassissimo costo. Il risultato ottenuto in collaborazione con l’Ospedale Sacco di Milano.
Un ulteriore strumento computazionale è stato sviluppato in collaborazione con la cardiologia e radiologia dell'Ospedale S. Maria del Carmine di Rovereto, riguardo all'ottimizzazione della terapia di risincronizzazione cardiaca (CRT) che consiste nell'impianto di un device in grado di ripristinare la corretta sincronia del battito cardiaco compromessa da disturbi di conduzione o dalla presenza di cicatrici. A tal fine i cardiologi devono effettuare un mappaggio del ventricolo sinistro per rilevarne l'attività elettrica, che consiste nell'inserimento di un catetere-elettrodo attraverso i vasi della circolazione. Lo strumento matematico, attualmente validato, permetterà di ridurre considerevolmente il tempo di mappaggio e quindi i tempi di esposizione del paziente ad un trattamento invasivo, e di guidare il posizionamento del catetere nel posto più curativo per il paziente scompensato.
Avere a disposizione un modello matematico completo del funzionamento del cuore, che ne simuli tutti i singoli processi ai diversi livelli, dalla propagazione dell’impulso elettrico alla fluidodinamica, consentirebbe di capire meglio le malattie cardiache e trovare più rapidamente cure efficaci. Le malattie cardiovascolari sono la prima causa di morte nel mondo occidentale e in Italia causano 240mila decessi.
Per affrontare questa sfida, la matematica può rivelarsi decisiva. Così, il Consiglio europeo delle ricerche ha destinato un ERC Advanced Grant di 2.350.000 Euro al progetto “iHEART” di Alfio Quarteroni, celebre matematico del Politecnico di Milano che a due anni dal lancio del progetto dice «grazie a tutte le nuove collaborazioni cliniche e all’attività integrata dei nostri giovani ricercatori (dottorandi e post doc) con quella dei ricercatori operanti presso strutture ospedaliere, riteniamo di riuscire a tracciare una pista importante in Italia in una disciplina nuova, la Medicina Computazionale». I risultati sono già ragguardevoli tanto da far pensare a una nuova figura professionale all’interfaccia fra matematica, bioingegneria, medicina e data science. Ecco alcuni esempi.
In caso di aritmie come la tachicardia ventricolare, il team in collaborazione con l’unità di aritmologia ed elettrofisiologia cardiaca dell’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano, ha visto come la matematica cardiaca riesce a supportare e a consolidare lo studio elettrofisiologico nella localizzazione delle zone di intervento sulla parete del cuore. Si cerca ora di effettuare queste analisi in tempo reale per supportare i clinici nei processi decisionali durante l’intervento.
Indicazioni precise, questa volta al cardiochirurgo e in fase pre-operatoria, possono essere date su come effettuare la miectomia (rimozione) di una porzione del setto interventricolare, mediante un'analisi non invasiva e a bassissimo costo. Il risultato ottenuto in collaborazione con l’Ospedale Sacco di Milano.
Un ulteriore strumento computazionale è stato sviluppato in collaborazione con la cardiologia e radiologia dell'Ospedale S. Maria del Carmine di Rovereto, riguardo all'ottimizzazione della terapia di risincronizzazione cardiaca (CRT) che consiste nell'impianto di un device in grado di ripristinare la corretta sincronia del battito cardiaco compromessa da disturbi di conduzione o dalla presenza di cicatrici. A tal fine i cardiologi devono effettuare un mappaggio del ventricolo sinistro per rilevarne l'attività elettrica, che consiste nell'inserimento di un catetere-elettrodo attraverso i vasi della circolazione. Lo strumento matematico, attualmente validato, permetterà di ridurre considerevolmente il tempo di mappaggio e quindi i tempi di esposizione del paziente ad un trattamento invasivo, e di guidare il posizionamento del catetere nel posto più curativo per il paziente scompensato.
