ד”ר סטיבן לוין, מנהל אסטרטגיה ראשי בחברת דאסו סיסטמס, והאחראי על אסטרטגיית וחזון מערכת הסימולציה שלה – SIMILIA, הדגים בכנס איגוד הקרדיולוגים בישראל את פרויקט הלב האנושי – The Living Heart Project, אותו מובילה דאסו סיסטמס עם יותר מ- 40 גופי אקדמיה, מדע ותעשייה מהעולם
ד”ר סטיבן לוין, מנהל אסטרטגיה ראשי בחברת דאסו סיסטמס, והאחראי על אסטרטגיית וחזון מערכת הסימולציה שלה – SIMILIA, הדגים בכנס איגוד הקרדיולוגים בישראל את פרויקט הלב האנושי – The Living Heart Project, אותו מובילה דאסו סיסטמס עם יותר מ- 40 גופי אקדמיה, מדע ותעשייה מהעולם.
מהו פרויקט “הלב האנושי”?
“בתעשיית הרכב נהוג היום לבצע מבחני ריסוק של מכוניות בתוך המחשב. אם בעבר היו צריכים לבנות אבי טיפוס יקרים, ולכן גם מעטים, היום מעבירים את המכוניות אלפי סימולציות במחשב, ולאחר מכן מעבירים את המודל המכיל את כל השינויים יישר מהתכנון הממוחשב לייצור. ” אומר לוין.
“כשיש לך מודל ממוחשב אתה יכול גם לראות מה קורה בתוך המכונית, מה קורה לנהג, במיוחד לצוואר שלו בעת ההתרסקות. היום זה הסטנדרט. אז למה זה לא גם הסטנדרט בתעשיית המיכשור הרפואי? האם זה משהו שקשור לאופן שבו התעשייה פועלת או לדרך שבה היא מאמצת טכנולוגיה? כדי לתקן זאת החלטנו להקים סימולציה של הלב שתהיה באותה רמה כמו שיש בתעשיות אחרות.”
“לפני הכנת הסימולציה נדרשנו להבין את הרקמה הבסיסית של הלב. כמהנדסים עשינו הדמיות של המכניקה של הרקמה, גם פאסיביות (חוזק חומרים – ואף חומרים מרוכבים מתעשיית המטוסים) וגם אטקיביות והפכנו את זה למשהו שנראה כמו לב. חיברנו את המבנה עם הגיאומטריה של הלב ועם המרכיב החשמלי (העצבים) והגענו ללב פועם. כדי לפתח מודל מאומת ולתרגם את טכנולוגית הסימולציה לשיפור הטיפול בחולה לא מספיקות רק יכולות הנדסיות אלא גם יכולות מדעיות וביורפואיות.”
“לאחר שצברנו נסיון, המערכת לומדת מגוון של יישומים. לדוגמה אפשר לנסות בה התקנים רפואיים (ובראש ובראשונה תומכנים – סטנטים). אנו בוחנים צורות וגדלים שונים של סטנטים בתנאים ריאליסטיים משום שאנחנו יכולים לשכפל את התנועה של הלב ומבינים את כל הכוחות הפועלים בו. מכיוון שהסטנט יעצב את עצמו בזכות דרגות החופש המובנות בו, אנו עורכים ניסויים כדי לוודא שהקצוות שלו לא יפגעו בעורק.”
“אנחנו גם עובדים מול חברות תרופות – על ההשפעות הכימיות של תרופות על ההתנהגות החשמלית של הלב. היום כדי לטפל בבעיות קצב לב צריך להתערב באמצעות ניתוח, ייתכן שניתן יהיה לפתח תרופה שתפתור את הבעיה בלי צורך בהתערבות כירורגית.”
המודל מאפשר לנו להתחיל ברמת האיבר השלם ולרדת בקנה המידה כדי לבחון את התנהגות התאים ואפילו את המבנה המולקולרי. הנתונים שאנו מיצרים עבור מכשירים רפואיים שעוברים ניסוי בסימולציה נחוצים לתהליך הרגולטורי. דאגנו שהלב יתמוך בפלטפורמה המנהלת את המידע מהמופ עד לייצור – 3D EXPIRIENCE PLATFORM”
לנסות סטנטים בהדמיה ריאליסטית
איך נוצר הרעיון?
“היו שני דברים שהובילו לזה. ראשית, נהיה ברור שהדרך שבה משתמשים בטכנולוגיה בייצור הרבה יותר טובה מאשר השימוש שנעשה בה ברפואה. דיברנו עם לקוחות וראינו שחברות מיכשור רפואי השתמשו בכלי שלנו אבל רק כדי לתכנן את ההתקן ולא כדי לנסות אותו בסביבה ראיליסיטית. כתוצאה מכך היו הרבה ניתוחים שנכשלו.”
“הגורם השני היה בתי שנולדה עם בעיה חמורה בלב – הפיכה של תפקודי שני צדי הלב. הרופאים לא יכולים לטפל בה כי אינם מבינים איך הלב שלה עובד, אבל בכל זאת השתילו לה קוצב, שהתפרק מספר פעמים בתוך הגוף. כמהנדס זה נראה מוזר שעם כל הידע שיש לנו על המערכת הקרדיווסקולרית אנחנו לא יכולים לעשות יותר מאשר תצפיות. זה כאילו שחברת מטוסים היתה בונה אלף מטוסים, שולחת אותם לאוויר ורואה איזה מהם טס ואז תייצר אותו. ביליתי 25 שנים לדבר עם קרדיולוגים כדי לפתור את הבעיה. למזלי, בתי מתפקדת היום באורח סביר.”
“הנסיון הזה סיפק לי תובנה על המגבלות של התחום, במונחים של היכולת לנסות התקנים כי אי אפשר לנסות מכשירים בלב של ילדים, ואין בנמצא ילדים וירטואלים כמו אלה שמשתמשים בהם למשל לתכנון מכוניות. בתעשיה הרפואית אין לנו חולה וירטואלי. הרופאים משתמשים בשיפוט הכי טוב שלהם אבל אנחנו בתעשיחה לא עוזרים להם כפי שיכולנו.”
“דיברתי עם הרבה מומחים וראיתי שכל אחד ידע חתיכה מהפאזל, הקמתי את הפרויקט כדי לראות אם נחבר את כל החלקים ביחד האם נוכל להבין. זה נראה מבטיח.”
“אנחנו יכולים לעזור לרופא להבין מה קורה. הרופאים יכולים לנסות אפשרויות שונות של השתלת המתקן כדי לראות איזו תתנהג הכי טוב. אנחנו יכולים לראות את העתיד משום שאנחנו יכולים להאיץ את תהליך ההזדקנות במחשב כדי לראות מה יהיו תוצאות הניתוח בעוד שנתיים. המחשב לא יתן את התשובה אבל הוא יתן להם כלי דיאגנוסטי שלא היה להם עד כה.”
כאמור, מדובר עדיין בלב כפי שהיה צריך להיראות בספרים, מה צריך כדי ליצור הדמיה של לב ספציפי?
“יש לנו את היכולת לעשות את זה, כל מה שאנחנו צריכים זה נתונים, אפשר להשתמש בנתוני סריקות CT או MRI ובנוסף לתכונות המכאניות שניתנות למדידה נוכל לבנות את הלב שלך. זה מתבצע לא מהר כמו שצריך להיות ועדיין לא תהליך רוטיני. בעוד כמה שנים זה יהיה אפשרי.”
מה דעתך על התעשיה הישראלית?
“בישראל יש פרץ של חדשנות שלא קיים במרבית העולם, יש מעט מאוד מקומות שמסתכלים קדימה כמו ישראל. יש פה את השילוב של הכרה בחשיבותם של צוותים רב תחומיים של רופאים ומהנדסים. בארה”ב, שגם היא חדשנית, יש לנו הסטוריה יותר גדולה ולכן קשה יותר לעשות דברים חדשים ולכן לדעתי ישראל אגרסיבית ויש לה משאבים אינטלקטואלים, התמחות הנדסית ותמיכה מהממשלה.”
האם גופים ישראלים שותפים בפרויקט?
“יש לנו מספר לקוחות בישראל בתחום המיכשור הרפואי וכתוצאה מנסיעה זו אני מצפה לעבוד קרוב עם אוניברסיטת תל אביב וחברות מיכשור רפואי, אני משוכנע שהם ישתתפו. כלקוחות המשתמשים בכלי נוכל לאפשר להם מעורבות גדולה יותר בפיתוח הטכנולוגיה.”
מתי נזכה לסימולציה כזו של שאר האיברים הגוף?
“קשה להגיד מתי. זה תלוי בשיתוף הידע על ידי רופאים ומומחים אחרים, אנשים שעובדים על המוח או על איברים אחרים. אם כולם ישתפו מידע נוכל לעשות זאת בתוך כמה שנים. אם לא ישתפו, נצטרך לעשות זאת שלב אחרי שלב. לכל איבר בגוף יש בסיס נתונים וגוף ידע משלו.”
