O Engenharia 360 está embarcando para os Estados Unidos; por lá, vamos acompanhar mais uma edição do 3DEXPERIENCE World, realizado pela empresa Dassault Systèmes, referência no mercado de softwares de desenho 3D, prototipagem em 3D e soluções para product lifecycle management. Aproveitando o momento, resolvemos trazer para o site um exemplo de caso notável utilizando a plataforma 3DEXPERIENCE. Já ouviu falar em Living Heart? Saiba que este é um dos projetos mais inovadores na área da saúde!

O Living Heart foi desenvolvido com inspiração nos diagnósticos e tratamentos de doenças cardíacas. Ele se vale de tecnologia de ponta, como simulação 3D, ajudando a prever o comportamento do coração humano em diferentes situações. Sendo assim, pode transformar a forma como entendemos e cuidamos da nossa saúde cardiovascular. Continue lendo este artigo para saber mais!

A importância da simulação 3D para a medicina

"(...) se você quer entender e simular a vida, que melhor exemplo do que o coração humano?”, "Eu pensei, por que não construir um gêmeo digital do coração? Se aplicássemos a mesma abordagem usada em áreas como a aeroespacial – onde milhares de engenheiros trabalham em colaboração através de plataformas 3D – poderíamos simular com precisão o órgão vital." - Steve Levine da Living Heart em entrevista exclusiva ao Engenharia 360 no 3DEXPERIENCE World 2025.

Imagine que um médico possa personalizar modelos 3D para representação de qualquer órgão de um paciente. Bem, hoje isso é possível graças ao avanço das tecnologias. Por exemplo, a tomografia por emissão de pósitrons (PET Scan) é capaz de gerar imagens detalhadas. E depois essas imagens são usadas para criar modelos digitais, manipulados e estudados de forma precisa, com o objetivo de desenvolver tratamentos mais eficazes, reduzindo a incidência de doenças e melhorando a qualidade de vida de milhares de pessoas.

Vale destacar que esses modelos 3D não são réplicas de órgãos, mas simulações dinâmicas, considerando aspectos estruturais - e especificamente no caso de corações, também os elétricos e de fluxo.

Resistência dos profissionais de saúde

Historicamente, muitas práticas médicas foram desenvolvidas sem o auxílio direto da tecnologia digital. Assim, há uma certa relutância em adotar novas ferramentas que, à primeira vista, parecem complexas ou desconectadas da prática clínica tradicional. Levine comenta:

"Inicialmente, a maior barreira foi a percepção de que o corpo humano é tão imprevisível que a simulação não seria capaz de capturar a complexidade do funcionamento real. Mas, com o tempo, os médicos começaram a perceber que a máquina não era mais inteligente – ela apenas possuía mais informações."

A parceria Living Heart Project e FDA

O Living Heart Project é uma iniciativa da Dassault Systèmes relacionada a uma colaboração global (entre organizações de pesquisa, hospitais, fabricantes e órgãos reguladores), tendo como um dos parceiros mais importantes a FDA (Administração de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos). O objetivo é acelerar a aprovação de novos dispositivos médicos antes mesmo de serem testados em humanos. E a proposta é explorar a plataforma 3DEXPERIENCE para criação de modelos 3D voltados à medicina cardiovascular.

Neste contexto, as simulações fornecerisam dados suficientes para provar a eficácia e segurança dos produtos. E a equipe do Living Heart trabalha com a Medical Device Innovation Consortium (MDIC) e outras organizações reguladoras para garantir que os modelos de coração sejam testados de forma independente e que a propriedade intelectual de cada organização envolvida seja protegida.

A saber, a FDA reconhece o potencial da simulação 3D para a transformação da medicina cardiovascular. Fica a cargo desse órgão estabelecer padrões e diretrizes para uso da simulação em estudos clínicos e na aprovação de dispositivos médicos.

As possíveis aplicações do Living Heart

• Criação de um "gêmeo digital" do coração de cada paciente para simular tratamentos e prever a eficácia de intervenções específicas, levando a diagnósticos mais rápidos e seguros.
• Teste de dispositivos médicos em um ambiente virtual, evitando testes físicos dispendiosos e demorados, como no caso dos stents coronários.
• Planejamento mais preciso de procedimentos cardíacos, como cirurgias e inserção de dispositivos, utilizando modelos 3D personalizados.
• Estudo de defeitos congênitos e doenças cardíacas através de modelos 3D do coração, permitindo simulações para avaliar reações do órgão a diferentes condições.
• Explicação visual aos pacientes sobre procedimentos cardíacos, oferecendo uma visão detalhada do tratamento planejado.

Pense em testes de stents coronários e marcapassos. Através de modelos 3D, seria possível avaliar como eles afetariam a função cardíaca dos pacientes, prevendo sua eficácia e segurança sem qualquer intervenção real. Depois, planejar em detalhes as cirurgias, considerando diferentes cenários. E, posteriormente, indicar tratamentos mais personalizados, com menor risco de complicações. Sem contar que os gêmeos digitais criados poderiam ser utilizados como exemplo de caso para a educação de mais médicos.

"Quando se trata de treinamento, os novos médicos precisam praticar com modelos virtuais. Esse aprendizado acelerado não apenas os prepara para lidar com tratamento de doenças em ambientes controlados, mas também cria uma nova geração de profissionais mais aptos a operar em um cenário digital," afirma Levine.

O futuro da simulação 3D na medicina cardiovascular

A expectativa dos cientistas é que o Living Heart Project continue a evoluir e a expandir suas capacidades. Um próximo passo poderá ser o uso da simulação para criação de tratamentos digitais em estágio inicial de doenças cardíacas, incluindo terapias baseadas em software. Enfim, com mais desenvolvimento em 3Ds, teremos as evidências necessárias para aprovação de novos procedimentos, tornando os processos médicos mais rápidos, seguros e econômicos.

A saber, para gerir tantos desafios, a Inteligência Artificial (IA) desempenha papel crucial durante o desenvolvimento e a operação dos modelos. Como Levine destaca ao Engenharia 360:

"A IA não só acelera o processo de modelagem, mas também agrega a capacidade de interpretar grandes volumes de dados, permitindo uma simulação robusta e mais precisa das operações do coração."

Integrar a IA ao processo de simulação permite a análise de dados em tempo real e a adaptação dos modelos com base em novas informações, aumentando a confiabilidade dos testes virtuais e reduzindo a dependência de ensaios clínicos em humanos. Essa abordagem traz benefícios significativos, como a redução de custos e a possibilidade de testar tratamentos em coortes virtuais que replicam a diversidade da população real.

Veja Também: SIMULIA: Software de simulação para Engenharia

Fontes: Dassault Systèmes.

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Eduardo Mikail

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