В Пермском классическом университете создают цифрового двойника человека
В России создали цифровую копию мочевого пузыря. Это поможет прогнозировать возможные патологические изменения у конкретного пациента после внешних и внутренних воздействий (болезней и травм) и выбрать оптимальную тактику хирургического вмешательства с помощью математического моделирования.
Группа молодых ученых Физико-математического института Пермского государственного национального исследовательского университета (ФМИ ПГНИУ) совместно с коллегами из других российских вузов завершила разработку цифровых двойников человеческих органов.
Исследование, которым руководит директор ФМИ ПГНИУ, доктор физико-математических наук Марина Барулина, помогает избежать рисков для жизни человека, используя модель его органов для построения персонального сценария успешного лечения болезней.
Совместно с коллегами из медицинского университета «Реавиз», Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского, Областного клинического онкологического диспансера (все три организации – город Саратов) Марина Барулина с аспиранткой Татьяной Тимкиной и молодым ученым Ярославом Ивановым исследовали процессы, происходящие в тканях мочевого пузыря под влиянием различных факторов. Они занимались построением сложных математических моделей, которые прогнозируют поведение жизненно-важных органов человека и, по сути, являются их цифровыми копиями.
Марина Барулина, директор Физико-математического института ПГНИУ:
- При увеличении давления на ткани мочевого пузыря и сам мочевой пузырь, и окружающие его органы в разные моменты времени при различных внешних и внутренних условиях будут вести себя по-разному. Измеряя деформацию этих объектов с помощью новейших вычислительных технологий, мы создаем и верифицируем модели – цифровые двойники, на которых будут отрабатываться модели успешного лечения человека.
Создание цифровых моделей органов человека позволяет учитывать особенности их геометрических размеров, а также прогнозировать возможные патологические изменения у конкретного пациента после внешних и внутренних воздействий. Моделирование также позволяет определить тактику хирургического вмешательства, необходимого для восстановления и сохранения функциональных свойств, и тем самым осуществить предоперационное прогнозирование послеоперационных результатов.
Результатом исследования учёных стала статья «Моделирование напряженно-деформированного состояния наполненного мочевого пузыря человека». Статья опубликована в специальном выпуске «Достижения в области биоинформатики и биомедицинской инженерии» журнала Applied Science (Швейцария). Журнал входит в базы Web of Science и Scopus.
Марина Барулина:
- Все наши проекты доведены до программно-аппаратных или программных комплексов и уже используются 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.
Напомним, ПГНИУ является участником Пермского НОЦ и активно задействован в его основных технологических проектах, в числе которых – «Инновационные химические, медицинские и фармацевтические технологии».
