Riparare un cuore spezzato: come la tecnologia del gemello digitale ed il Living Heart Project possono trasformare l'assistenza sanitaria / Fixing a Broken Heart: How Digital Twin Technology and the Living Heart Project Can Transform Healthcare

Un tempo era difficile immaginare un mondo in cui scienziati, medici e pazienti potessero esplorare una replica digitale del corpo umano. L'idea di visualizzare in tempo reale i suoi sistemi e le sue strutture più complesse sembrava impossibile e limitata ai settori automobilistico ed aerospaziale.

Il corpo umano, con le sue intricate reti di organi, tessuti e cellule, sembrava troppo complesso, troppo dinamico e troppo personale per essere pienamente riprodotto in un modello virtuale. Eppure, nell'ultimo decennio, migliaia di cardiologi, produttori di dispositivi medici, agenzie di regolamentazione ed educatori hanno unito le forze per trasformare questa visione apparentemente impossibile in realtà.

Il risultato è il Living Heart Project, un'iniziativa pionieristica che utilizza dati e simulazioni per replicare le parti più vitali del corpo umano.

Creare un gemello digitale del cuore

Il Living Heart Project, in particolare, si è concentrato sulla creazione di un gemello digitale del cuore. Questi pazienti virtuali possono simulare l'anatomia e la fisiologia, come l'attività elettrica e il flusso dei fluidi, e fornire indicazioni per gli interventi medici.

In tal modo, offrono a medici, ricercatori e sviluppatori di dispositivi medici una visione senza precedenti del comportamento del cuore sia in condizioni normali che patologiche.

Questa innovazione consente di effettuare sperimentazioni e test in un ambiente virtuale, riducendo la necessità di procedure rischiose su pazienti reali ed offrendo spunti di riflessione in ambiti finora inesplorati della cardiologia.

Promuovere l'innovazione con 3DExperience

Il progetto è iniziato nel 2014, con il supporto di Dassault Systèmes, ed utilizza la piattaforma 3DExperience dell'azienda, un ambiente software integrato per la gestione aziendale e l'ingegneria. Questa piattaforma è progettata per connettere persone, dati e processi lungo l'intero ciclo di vita di un prodotto o progetto, dalla progettazione iniziale allo sviluppo, al collaudo e persino al marketing.

In sostanza, si tratta di una piattaforma collaborativa in cui i professionisti possono centralizzare i dati, ottimizzare i flussi di lavoro e ridurre la frammentazione e gli errori. Le funzionalità principali di 3DExperience includono CAD (progettazione assistita da computer), CAM (produzione assistita da computer) e CAE (ingegneria assistita da computer), oltre a potenti strumenti di simulazione ed analisi.

Motivazione personale alla base del progetto

Le motivazioni che spinsero Levine ad avviare il Living Heart Project erano sia professionali che profondamente personali. Sua figlia era nata con una rara malformazione cardiaca congenita, il che aveva creato un'urgente necessità di strumenti di modellazione predittiva in cardiologia pediatrica.

Questa constatazione mise in luce una netta lacuna: mentre gli ingegneri avevano accesso a strumenti computazionali, la professione medica non disponeva di metodi equivalenti per modellare e prevedere il comportamento degli organi. Levine immaginò di fornire ai medici "l'equivalente dei manichini da crash test", ovvero gemelli virtuali degli organi dei pazienti che potessero essere testati prima di un intervento reale.

Espandere i gemelli digitali oltre il cuore

Da allora, il progetto si è esteso oltre il cuore. Il Living Brain Project, le iniziative incentrate su polmoni e fegato, e persino un progetto oculistico volto a curare la cecità, sono tutti nati dallo stesso spirito di collaborazione.

Il futuro della tecnologia del gemello digitale

Dassault Systèmes continua ad espandere i suoi progetti tecnologici per il digital twin in ambito sanitario, puntando alla creazione di un gemello umano virtuale completo. "Sistematicamente, organo per organo, sistema per sistema, stiamo realizzando la visione di un essere umano virtuale completo. E questo è solo l'inizio", afferma Levine.

Con l'evoluzione della tecnologia dei gemelli digitali, il suo potenziale di trasformazione dell'assistenza sanitaria è immenso: migliorare gli esiti per i pazienti, ridurre i rischi e colmare il divario tra ingegneria, medicina ed esperienza del paziente. Il Living Heart Project è un esempio di come scienza, tecnologia e ingegno umano possano convergere per affrontare alcune delle sfide più urgenti della medicina, preannunciando un futuro in cui le repliche digitali dei nostri organi guideranno i trattamenti e salveranno vite umane.

ENGLISH

Online Editor, Roshini Bains sits down with Dr Steve Levine, Senior Director of Virtual Human Modelling at Dassault Systèmes and the mind behind the Living Heart Project, a digital twin technology that has the potential to save countless lives.

It was once hard to imagine a world where scientists, doctors, and patients could explore a digital replica of the human body. The idea of visualising its most complex systems and structures in real time seemed impossible and restricted to the automotive and aerospace fields.

The human body, with its intricate networks of organs, tissues, and cells, seemed too complex, too dynamic, and too personal to be fully captured in a virtual model. Yet, over the past decade, thousands of cardiologists, medical device manufacturers, regulatory agencies, and educators have joined forces to make this seemingly impossible vision a reality.

The result is the Living Heart Project — a pioneering initiative that uses data and simulation to replicate the human body’s most vital parts.

Creating a Digital Twin of the Heart

The Living Heart Project, in particular, focused on creating a digital twin of the heart. These virtual patients can simulate anatomy and physiology, such as electrical activity and fluid flow, and provide guidance for medical intervention.

In doing so, they offer doctors, researchers, and medical device developers an unprecedented view into the heart’s behaviour under both normal and pathological conditions.

This innovation allows experimentation and testing in a virtual environment, reducing the need for risky procedures on actual patients and offering insights into previously uncharted territories of cardiac science.

Driving Innovation with 3DExperience

The project began in 2014, backed by Dassault Systèmes, and uses the company’s 3DExperience platform — an integrated business and engineering software environment. This platform is designed to connect people, data, and processes across the entire lifecycle of a product or project, from initial design through to development, testing, and even marketing.

In essence, it is a collaborative hub where professionals can centralise data, streamline workflows, and reduce silos and errors. Key capabilities of 3DExperience include CAD (computer-aided design), CAM (computer-aided manufacturing), and CAE (computer-aided engineering), alongside powerful simulation and analysis tools.

Personal Motivation Behind the Project

Levine’s motivations for launching the Living Heart Project were both professional and profoundly personal. His daughter was born with a rare congenital heart defect, creating an urgent need for predictive modelling tools in paediatric cardiology.

This realisation highlighted a stark gap: while engineers had access to computational tools, the medical profession lacked equivalent methods to model and predict organ behaviour. Levine envisioned giving doctors “the equivalent of crash test dummies” - virtual twins of patients’ organs that could be tested before real intervention.

Expanding Digital Twins Beyond the Heart

Since then, the project has expanded beyond the heart. The Living Brain Project, initiatives focused on the lung and liver, and even an eye project aimed at curing blindness have all emerged from the same collaborative ethos.

The Future of Digital Twin Technology

Dassault Systèmes continues to expand its healthcare digital twin technology projects, building toward a full virtual living human twin. “Systematically, organ by organ, system by system, we are realising the vision of a complete virtual human. And this is just the beginning,” Levine says.

As digital twin technology evolves, its potential to transform healthcare is immense: improving patient outcomes, reducing risk, and bridging the gap between engineering, medicine, and patient experience. The Living Heart Project exemplifies how science, technology, and human ingenuity can converge to tackle some of medicine’s most pressing challenges, heralding a future where digital replicas of our organs guide treatment and save lives.

https://www.eurekamagazine.co.uk/content/interview/fixing-a-broken-heart-how-digital-twin-technology-and-the-living-heart-project-can-transform-healthcare?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic

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