Nejčastější příčinou smrti v České republice jsou dlouhodobě nemoci oběhové soustavy. Podle aktuálních údajů z roku 2012 byly tyto choroby příčinou úmrtí celkem 53 046 lidí. Podíl zemřelých v jejich důsledku činil 49 %, tedy skoro polovinu všech úmrtí. Úmrtnost na kardiovaskulární nemoci (CVD) ve státech Evropské unie se pohybuje kolem 97 lidí na 100 000 obyvatel, v Česku je to však skoro dvojnásobek, a to 187 lidí na 100 000 obyvatel. Odborníci odhadují, že do roku 2030 zemře ve světě na CVD každý rok 23,3 milionu lidí. Nemocí srdce a cév je velké množství – v ČR mezi tři nejčastější patří ischemická choroba srdeční (ICHS), mozková mrtvice (CMP) a ischemická choroba dolních končetin (ICHDK). Vzhledem k tomu, že vědci nemají k dispozici realistické modely lidí, mohou předurčovat chování lidského organismu v interakci s lékařskými nástroji a vybavením jen v omezené míře. Lékaři, jako je přední odborník na vrozené srdeční nemoci James C. Perry z fakultní nemocnice v kalifornském San Diegu, jsou přesvědčeni, že kdyby bylo možné simulovat, jak reaguje srdce pacienta na širokou škálu zásahů, vyhnuli by se pacienti i lékaři mnoha nejistotám. Platí to jak pro pacienty s vrozenou srdeční vadou, tak pro ty se srdečním selháním, srdeční arytmií a dalšími strukturálními abnormalitami. Třídimenzionální modelování srdce Vědci během desetiletí výzkumů shromáždili nepřeberné množství informací o různých aspektech srdeční funkce. Teprve nedávno spektroskopické techniky postoupily takovým způsobem, aby odhalily kritické nuance v geometrické struktuře a fyziologických jevech, které jsou nezbytné k rozvoji a úplnému pochopení dynamiky srdce. Další komplikace v srdeční funkci, zejména vrozené vady a nemoci srdce a jejich interakce s intervenčními medicínskými nástroji a náhradami, vyžadují další výzkum. Sjednotit všechny tyto údaje a podpořit tak další vývoj může třídimenzionální modelování srdce na základě reálných, pro pacienta specifických vstupů. Jde o významný posun v projektu zaměřeném na diagnostiku, prevenci a léčbu srdečních onemocnění a vývoj zdravotnických potřeb pro jejich léčení. V této souvislosti byl v květnu 2014 zahájen projekt Living Heart v úzké spolupráci s více než stovkou předních kardiologů, farmaceutických společností a akademických výzkumníků. Ústředním prvkem projektu je první realistická 3D simulace modelu celého lidského srdce na světě, která byla vyvinuta na základě platformy 3DEXPERIENCE od Dassault Systèmes. Odborníci se podílejí na zhodnocení využití simulovaného srdečního modelu k testování zdravotnických zařízení, zlepšování klinické diagnózy a vedení předoperačního plánování. K tomu používají metodu crowdsourcingu, jež chrání duševní vlastnictví každého člena, ale zároveň umožňuje sdílet společný výsledek. Simulia vytvoří model na míru Specialisté z Dassault Systèmes využili aplikaci SIMULIA a její funkce pro simulaci složitého nelineárního chování a vytvořili 3D model, který reprodukuje mechanické a elektrické chování srdce velmi realistickým způsobem. Představte si, že jako lékař či lékařka nebo studentka lékařské fakulty budete moci chodit okolo trojrozměrné simulace tlukoucího srdce. Můžete zavést stent do chlopně a simulovat, co se stane, když začne proudit krev – pokud je stent příliš velký, začne se tkáň kolem něj trhat, a pokud je příliš malý, začne krev prosakovat kolem jeho okraje. Tímto způsobem by se dal také simulovat vliv infarktu nebo lékařského zákroku. Anebo můžete použít simulační technologie k vytvoření unikátního 3D modelu konkrétního srdce pacienta s využitím údajů z echokardiografu, MRI nebo CT bez dalších invazivních diagnostických postupů. Model lze prohlížet různými způsoby, například zvýrazněním mechanického namáhání, které je důležité pro indikace, jako je srdeční selhání, nebo vizualizace elektrické vodivosti, jež je důležitá pro studium srdeční arytmie. Počítačová simulace je stále více vnímána jako zásadní konstrukční nástroj pro srdeční přístroje. Odborníkům pomáhá si představit to, co nemohou vidět, replikovat v podmínkách in vivo, rychleji vylepšit různé nápady a rozvíjet nová řešení, která jsou účinnější a bezpečnější pro pacienty. Kombinace všech těchto faktorů vede ke snížení nákladů na drahé prototypování, testování, schvalovací proces a hlavně včasnou diagnózu. Tomáš Ivančík, SIMULIA BT Sales Representative v Dassault Systèmes