Bij onderzoeksinstituut CARIM werkt een groep onderzoekers aan ‘het digitale tweelinghart’: een computermodel waarmee het menselijk hart wordt nagebootst. Joost Lumens heeft de leiding over dit onderzoek dat nieuwe perspectieven biedt voor onderzoekers én patiënten. De technologie helpt bijvoorbeeld wetenschappers als postdoc onderzoeker Aurore Lyon om vernieuwend onderzoek te doen naar hartziekten en de best mogelijke persoonlijke behandeling daarvan.
Het nieuwe onderzoek biedt nieuwe perspectieven voor zowel onderzoekers als patiënten, waardoor behandelingen steeds beter afgestemd kunnen worden op individuele ziektebeelden. Hierdoor zullen minder ingrijpende en belastende behandelingen nodig zijn en tevens kan het gebruik van proefdieren verminderd worden.
Digitale tweelingen, oorspronkelijk ontworpen voor hardwaretesten, spelen een groeiende rol in de gezondheidszorg. Deze technologie voorspelt nauwkeurig de werking van zowel hardware als het menselijk lichaam in de echte wereld. Volgens Valentina Lavezzo van Philips kunnen patiënten-digitale tweelingen artsen helpen anticiperen op patiëntreacties, diagnoses verbeteren en behandelplannen optimaliseren; zelfs in real-time tijdens medische procedures..
Hartziekten voorkomen
Het digitale tweelinghart, dat onder leiding van Joost Lumens wordt ontwikkeld, is een geavanceerd computermodel dat het menselijk hart nauwkeurig nabootst met behulp van echte menselijke gegevens. Aurore Lyon, een toonaangevend onderzoeker in dit domein, legt uit dat deze digitale modellen gebaseerd zijn op wiskundige vergelijkingen die de pompwerking van het hart beschrijven, aangevuld met patiëntgegevens zoals ECG's en echo's. “Hierdoor kunnen de modellen steeds persoonlijker en nauwkeuriger worden, wat cruciaal is om hartziekten beter te begrijpen en te voorkomen. Deze modellen kunnen bijvoorbeeld helpen identificeren welke patiënten een verhoogd risico lopen op een plotselinge dood, wat essentieel is voor preventieve maatregelen.”
Digitaal tweelinghart heeft impact
Aurore Lyon benadrukt het potentieel van deze modellen: "Wat we kunnen bereiken met deze computermodellen is echt krachtig, zowel voor individuele patiënten als voor de ontwikkeling van hartonderzoek. Het is echt geweldig." Met behulp van deze modellen kunnen onderzoekers de effecten van behandelingen voorspellen voordat ze op de patiënt worden toegepast, hoewel dit proces nog verfijnd moet worden om rekening te kunnen houden met individuele variabelen.
De impact van dit onderzoek is reeds merkbaar in de medische praktijk. Lyon wijst erop dat dankzij deze modellen de diagnose van patiënten nauwkeuriger en sneller kan worden gesteld, wat leidt tot meer gepersonaliseerde behandelingen. Bovendien kunnen farmaceutische bedrijven in samenwerking met onderzoekers medicijnen, therapieën en medische apparaten ontwikkelen die specifiek zijn afgestemd op groepen patiënten en zelfs op individuele patiënten.
Nieuwe onderzoeksmogelijkheden
Het onderzoek heeft ook invloed op de relatie tussen onderzoekers en medische professionals. De resultaten van dit onderzoek kunnen direct worden toegepast in de zorg en vice versa. Dit brengt experts op het gebied van de elektrische en mechanische functie van het hart samen, wat nieuwe onderzoeksmogelijkheden creëert. Aurore Lyon benadrukt de unieke samenwerking in Maastricht tussen ziekenhuis en onderzoekers en het gebruik van computersimulaties die een grote invloed hebben op het cardiovasculaire onderzoek.
Tot slot, terwijl digitale tweelingen in de medische wereld steeds belangrijker worden, is het ook vermeldenswaardig dat in de medische wereld niet alleen digitale modellen van het hart worden gecreëerd, maar ook state of the art fysieke 3D-modellen. Deze fysieke modellen worden voornamelijk gebruikt om operaties beter voor te bereiden. Het voordeel hiervan is dat artsen en chirurgen deze 3D-geprinte modellen kunnen vasthouden en een tastbare representatie hebben van het te behandelen orgaan.
