Ученые физико-математического института Пермского университета и специалисты вузов Саратова представили результаты работы над цифровыми двойниками человеческих органов. Такие модели модель помогут выбрать наиболее эффективный сценарий для успешного лечения различных болезней, сообщает сайт вуза.
В рамках этого научного проекта исследователи занимались изучением влияния различных факторов на ткани мочевого пузыря. Они создали цифровые математические модели, которые помогают предсказывать поведение жизненно важных органов человека в различных условиях. Руководитель проекта Марина Барулина, доктор физико-математических наук и директор физико-математического института Пермского государственного национального исследовательского университета, объясняет, что при увеличении давления на ткани мочевого пузыря и окружающие его органы, их поведение может меняться. «Измеряя деформацию этих объектов с помощью новейших вычислительных технологий, мы создаем и верифицируем модели – цифровые двойники, на которых будут отрабатываться модели успешного лечения человека», – сказала она.
Создание цифровых моделей человеческих органов позволяет изучать их форму и структуру, а также прогнозировать возможные нарушения в работе, которые могут возникнуть у конкретного пациента в результате внешних и внутренних воздействий. Цифровые копии органов могут быть использованы для разработки эффективных стратегий лечения. Моделирование также играет важную роль в планировании хирургического вмешательства, благодаря ему можно заранее оценить результаты операции, что значительно повышает эффективность и безопасность лечения.
Ученые проводят фундаментальные и прикладные исследования в математике и физике для решения задач в медицинском приборостроении и имплантологии. «Все наши проекты доведены до программно-аппаратных или программных комплексов и уже используется в медицине как вспомогательные средства для анализа ситуации и принятия врачебных решений. Также мы завершили проекты с использованием искусственного интеллекта по определению наличия рака молочной железы», – рассказывает директор ФМИ ПГНИУ Марина Барулина.
Марина Барулина отмечает, что благодаря биомеханическому моделированию можно создавать цифровые копии органов и систем человеческого организма. Это позволяет принимать решения о методах лечения, основываясь не только на интуиции и опыте конкретного врача, но и на научных данных. Развитие биомеханики имеет огромное значение как для фундаментальных исследований, так и для практического здравоохранения, а также для самих пациентов.
Исследования, проводимые ПГНИУ, осуществляются в сотрудничестве с партнерами из медуниверситета «Реавиз», Саратовского государственного медицинского университета им. В. И. Разумовского и Областного клинического онкологического диспансера в Саратове. В специальном выпуске «Достижения в области биоинформатики и биомедицинской инженерии» журнала Applied Science была опубликована статья о результатах научной работы.
В прошлом году для лечения гипертонии ученые Университета «Сириус» создали цифровую копию человека для испытания лекарств, чтобы выбрать наиболее подходящие для определенного пациента.
Фото: iStock.com.
