Attualità Le frontiere della scienza Virtuale Medicina di Arianna Dagnino foto di Massimo Brega SPECCHIO 50
Si chiama olomero ed è l immagine che riproduce fedelmente il nostro organismo. Prenderà il nostro posto sul lettino dei dottori. Sembra fantascienza, è l inizio di una nuova rivoluzione Un centro pulsante e un intrico di «cavi»: l olomero del sistema cardiaco di un paziente
Attualità Paziente virtuale Se nel Seicento l arguzia teatrale di Molière ci regalò i tic e le nevrosi di un «malato immaginario» arrivato peraltro indenne fino ai giorni nostri, le tecnologie più avanzate in campo medico-sanitario ci stanno proponendo un altro tipo di personaggio, cugino alla lontana di quell Argan della commedia francese: il «paziente immaginario». Dove «immaginario» sta essenzialmente per «virtuale». Le pratiche mediche di ultimissima generazione per non parlare di quelle future tendono infatti a ricreare il corpo intero dei pazienti sullo schermo di un computer in modo che i dottori finiscano per interagire con l immagine digitale del paziente piuttosto che con la sua essenza corporea. È così che dai test clinici ai controlli a distanza tramite biochip, nella prevenzione come nella cura la pratica medica sta andando incontro a una rivoluzione innescata da tecniche di simulazione sempre più sofisticate. L esempio più eclatante è quello offerto dall Holographic Medical Electronic Record (Holo-MER o, più semplicemente, holomer), un concetto proposto da Richard M. Satava, docente di chirurgia presso il Medical Center dell Università di Washington e direttore del programma di Tecnologie biomediche avanzate presso l Agenzia della Difesa americana (Darpa, Defense Advanced Research Projects Agency). «L olomero viene creato mediante la scannerizzazione totale del corpo di un individuo, ottenuta con risonanza magnetica (MRI) e/o tomografia computerizzata (Ct). Il suo risultato viene poi visualizzato sullo schermo di un pc come immagine tridimensionale dell intera persona», spiega Satava. «Altri dati, di natura genetica, biochimica, fisiologica, oltre ai segni vitali, vengono aggiunti ai vari organi e tessuti come proprietà intrinseche, trasformando l olomero in una rappresentazione vivente della persona basata sui dati reali». Poiché si tratta di un immagine 3D, questa può essere «dissezionata», per poter «viaggiare» all interno dei vari organi, per «animare» parti diverse del corpo e vederle in funzione dall interno, o per chiedere informazioni relative ai diversi organi. «Le risposte in questo caso non arrivano sotto forma di frasi», dice Satava, «ma di immagini, le quali cambiano per mostrare gli effetti relativi alla domanda in questione (per esempio, che cosa avviene in caso di incidente o durante una medicazione). Ogni paziente dovrebbe avere il proprio olomero; sarebbe il surrogato di se stesso nel mondo dell informazione digitale». Il concetto di olomero è già stato ripreso da un consorzio di laboratori pubblici e privati di Harvard per la creazione di «cellule virtuali» (per poter simulare in diretta i vari meccanismi cellulari) e, ovviamente, anche in ambito militare. «Ma proviamo a immaginare che cosa succederà quando verrà adottato in ambito civile», dice Satava. «Il paziente consegnerebbe al dottore la tessera sanitaria contenente il proprio olomero che verrebbe caricato a computer. Vi verrebbero inseriti tutti i nuovi dati rilevanti e, qualora ci fossero alterazioni o situazioni anomale, queste verrebbero segnalate sulla figura 3D. A questo punto il medico prescriverebbe una terapia virtuale i cui effetti sarebbero visibili in tempo reale in simulazione sull olomero. Se da questa si evidenziasse la scarsa efficacia, il dottore potrebbe cambiarla. Per non parlare dei casi di interventi chirurgici impegnativi, per i quali il medico potrebbe pianificare prima l intervento sull olomero e addirittura provare diversi approcci per vedere quale possa dare il migliore risultato. Con il non irrilevante effetto che in caso di errore, questo verrebbe compiuto solo sull olomero e non sul paziente in carne e ossa». Un altra applicazione della medicina virtuale è questo corpo robotico che riproduce l organismo umano, permettendo la simulazione di operazioni chirurgiche: si chiama Sam, simulatore artificiale medico Pura fantascienza? Non proprio, se si guarda a quanto sta avvenendo negli ospedali tecnologicamente più all avanguardia. Per esempio: in quello accademico di Utrecht (Umc), in Olanda, grazie a nuove apparecchiature messe a punto dalla Philips Electronics i medici possono ottenere l immagine dell intero corpo del paziente tramite risonanza magnetica in cinque minuti (rispetto agli abituali 30). Le immagini ottenute in questo modo, o tramite tomografia computerizzata (in questo caso bastano 12 secondi per una completa scannerizzazione del cuore), vengono poi visualiz- Prima di operare sul paziente, il chirurgo potrebbe testare vari approcci sull olomero e vedere qualeottiene il risultato migliore SPECCHIO 52
Il pronto soccorso arriva dall antenna Dalla tuta che teleinvia i parametri vitali dell infortunato all archivio di emergenza via Sms: le novità tecnologiche della telemedicina in caso di pronto soccorso o di diagnosi a distanza. ESAME DEL SANGUE VIA PALMARE Cantion, azienda danese di nanotecnologie, ha sviluppato un apparecchio collegabile a un qualsiasi palmare, che analizza un campione di sangue dell utente e fornisce i relativi risultati in dieci minuti circa. Il modulo (che può essere impiegato per la diagnosi di ogni tipo di malattia) utilizza biochip con sensori in grado di intercettare molecole di Dna o altre proteine. Quando un campione di sangue fluisce attraverso i canali dei biochip, le molecole di eventuali batteri vengono catturate e «identificate» (diagnosticando la malattia) misurando le varianze nella resistenza elettrica da esse indotte. LA TUTA SALVAVITA Indossandola, i parametri vitali (temperatura, capacità di movimenti, attività cardiaca e respiratoria) vengono monitorati e inviati in tempo reale con tecnologia Gprs a un istituto clinico dal quale il paziente potrà ricevere assistenza. Un primo prototipo di questa provvidenziale tuta salvavita è stato presentato al San Raffaele nel corso della quinta International heart health Conference. La parola olomero deriva dall acronimo di Holographic Medical Electronic Record. È un sistema che deriva dalla scannerizzazione totale del corpo umano VITAL DATA NET Il servizio di emergenza sanitaria Vital Data Net (www.vitaldatanet.com) si basa sull archiviazione online delle informazioni «salva-vita» degli utenti abbonati. Dati che possono poi essere messi a disposizione di eventuali soccorritori tramite Sms via cellulare, scritti nella lingua prescelta. «Per attingere alle informazioni il soccorritore deve consultare la card assegnata all abbonato, su cui sono riportati il numero telefonico e l indirizzo web dove acquisire le informazioni», spiega Sergio Consonni, responsabile trattamento dati personali di Vital Data Net.
Attualità Paziente virtuale FARMACI VIRTUALI Sfruttando la tecnologia degli olomeri, le compagnie farmaceutiche possono operare su modelli computerizzati di potenziali medicinali, che vengono testati su rappresentazioni virtuali di cellule e sui loro processi ricreati tramite computer animation. In futuro sarà possibile fare i test clinici su pazienti virtuali, somministrando il farmaco sperimentale a un milione di olomeri diversi e vedendone gli effetti a lungo periodo in meno di una settimana grazie alla simulazione via supercomputer. Un olomero della parte superiore del cervello LEZIONI SANITARIE IN 3D Sfruttando la passione dei ragazzi per i videogame e dando per scontato che ogni bambino in futuro avrà il proprio olomero, si potranno tenere corsi in classe facendo ad esempio lezioni contro il fumo in cui ognuno possa visualizzarne gli effetti devastanti prendendo come cavia il proprio olomero. Il progetto Epimedics si occupa del monitoraggio remoto di pazienti cardiopatici, effettuato attraverso un semplicecellulare zate sullo schermo del pc in tre dimensioni e con gli effetti visivi di una computer animation. A questo punto basta manovrare un joystick (come quelli usati nei videogame) per poter, per esempio, vedere il cuore pulsante del paziente da ogni angolazione o guardare dentro i vasi sanguigni per identificare con estrema precisione eventuali malfunzionamenti. «Laddove, soltanto cinque anni fa, per capire dov era il problema un medico avrebbe dovuto esaminare centinaia di immagini, ora bastano pochi secondi», dice Paul Smit, direttore Strategie e Business Development di Philips Medical Systems. «Tutto ciò non solo consente di fare diagnosi più accurate e quindi di avere cure più efficaci ma anche di diagnosticare tempestivamente e nelle loro fasi iniziali mali come il cancro, consentendo la pratica di chirurgie minimamente invasive». Lo stesso dicasi per le ecografie prenatali, che ora consentono la visione del feto in 3D, con dettagli impressionanti quanto ad accuratezza. La via verso la virtualizzazione della pratica medica passa anche attraverso la domotica. In futuro infatti potremo sempre più evitare di presentarci in ambulatorio per i controlli periodici perché la maggior parte dei test potranno essere condotti dal medico curante con regolari «visite virtuali» mentre ce ne stiamo comodamente seduti sul divano nel salotto di casa. È quanto hanno già iniziato a fare sessanta malati di cuore cronici del New Jersey, negli Stati Uniti, coinvolti nella sperimentazione di Motiva, un sistema di cura medica personalizzata che sfrutta il televisore come portale di comunicazione tra i pazienti e il sistema sanitario di supporto: «Grazie a una combinazione di sensori, connessi wireless ovvero senza fili a uno speciale box di elaborazione, i medici li visitano virtualmente monitorandone lo stato di salute, modificando le terapie, dando loro informazioni e consigli utili», dice ancora Smit. SPECCHIO 55
Attualità Paziente virtuale Emergenza in sala... ma il paziente è ancora una volta il simulatore Sam. Il simulatore artificiale medico fa parte del progetto di ricerca e formazione Lifecase Si chiama Virtopsy e l hanno sperimentata a Berna: una vera autopsia eseguita sull elaborazione elettronica del cadavere: bisturi addio Un passo ulteriore lo fa il progetto europeo Epimedics in fase di sperimentazione clinica nel quale il monitoraggio remoto di pazienti cardiopatici avviene addirittura in situazioni di mobilità. Sensori applicati ai pollici dei pazienti inviano i dati a un elettrocardiografo palmare, il quale a sua volta li gira via Bluetooth a un cellulare Gsm. L Ecg viene da qui inviato al portale sanitario per essere sottoposto all analisi del cardiologo. In questo modo, il paziente può essere tenuto sotto sorveglianza dall unità cardiologica ovunque si trovi: in macchina, sul lavoro, al ristorante. In extremis, tecnologia e virtualità entrano in gioco anche quando purtroppo diagnosi e cure non servono più e quello che resta da fare è soltanto una cruda verifica a posteriori, ovvero l autopsia: una procedura da sempre legata alla «dissezione» cruenta. Ebbene, da oggi la si può fare senza nemmeno toccare il bisturi, grazie all'avvento della virtual autopsy messa a punto da un team di ricercatori svizzeri per determinare la cause di decesso nelle vittime di morte violenta. Il sistema, che è stato sperimentato all Istituto di Medicina Forense di Berna, prevede l acquisizione digitale della figura del cadavere e la creazione di immagini ad alta definizione degli organi interni mediante l uso combinato di tomografia e risonanza magnetica. Gli «organi virtuali» vengono poi trasferiti in una replica cava della parte esterna del corpo della vittima, «dando vita» a un cyber-cadavere che a quel punto il patologo può osservare da ogni angolatura desiderata, persino dall interno verso l esterno, senza praticare una sola incisione. Risultati e rilievi della Virtopsy questo il nome, registrato come marchio, scelto dai ricercatori che lo hanno studiato vengono infine archiviati, ovviamente su un compact disc. Pronti, in caso di bisogno, per essere mostrati sugli schermi di un Tribunale. A.D. SPECCHIO 56