Choisir le traitement le plus approprié pour chaque patient avant de l’appliquer dans son organisme fait partie des objectifs d’un nouveau projet porté par l’Hospital Universitario Vall d'Hebron de Barcelone. Le centre développera des jumeaux numériques humains, des répliques virtuelles personnalisées d’organes, de systèmes et de processus biologiques qui permettront de simuler l’évolution d’une maladie et la façon dont une personne pourrait réagir à différents traitements.
L’initiative vise à faire progresser la médecine personnalisée grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle (IA), de l’imagerie médicale, des données cliniques, de l’information génomique et de modèles informatiques. Avec cette combinaison de technologies, les spécialistes pourront reproduire numériquement le comportement d’organes et de pathologies donnés afin d’étudier différents scénarios thérapeutiques avant de les appliquer à la pratique clinique.
Selon l’explique l’hôpital, ces modèles devront servir de support aux décisions médicales, en facilitant la sélection des traitements les plus adaptés et la planification d’interventions complexes.
Que sont les jumeaux numériques humains et comment peuvent-ils aider les patients ?
Les jumeaux numériques sont des représentations virtuelles personnalisées construites à partir d’informations réelles de chaque patient. Contrairement aux modèles anatomiques tridimensionnels conventionnels, qui reproduisent principalement la structure d’un organe, ces répliques intègrent des informations sur son fonctionnement et sur le comportement de certaines maladies.
De cette manière, les chercheurs pourront simuler différents scénarios et étudier comment une pathologie pourrait évoluer ou quels effets pourrait avoir un traitement donné avant de l’appliquer au patient.
La technologie permettra, par exemple, de comparer différentes alternatives thérapeutiques dans un modèle virtuel du cœur d’une personne atteinte d’une maladie cardiaque complexe. L’objectif est d’anticiper d’éventuelles réponses et de fournir aux professionnels de santé davantage d’informations pour prendre des décisions.
Le directeur clinique de Radiodiagnóstico de Vall d'Hebron, Manel Escobar, a indiqué que ces modèles ont une capacité prédictive et peuvent aider à anticiper l’évolution d’un patient ou les effets que pourrait provoquer un traitement. Néanmoins, le spécialiste souligne qu’ils doivent être compris comme des outils d’appui aux décisions cliniques.
Un projet de 11,7 millions d’euros et trois ans de développement
Le projet bénéficie d’un financement de 11,7 millions d’euros provenant des Fonds européens de développement régional (FEDER), au sein de la Plateforme de technologies stratégiques pour l’Europe (STEP).
Dans le cadre du programme intitulé 3Dx3C, « Nouvelles technologies numériques pour l’approche personnalisée des pathologies congénitales et complexes », l’hôpital développera au cours des trois prochaines années des modèles informatiques avancés pour différentes spécialités médicales et chirurgicales.
À cette fin, Vall d'Hebron établira des accords avec des entreprises technologiques qui participeront au développement conjoint des solutions numériques. L’initiative vise à tirer parti de l’expérience que le centre a déjà accumulée dans les technologies 3D, l’intelligence artificielle, l’imagerie médicale et la chirurgie de haute complexité.
L’hôpital dispose d’une unité spécialisée dans les technologies 3D qui travaille déjà à la création de modèles anatomiques personnalisés et à la planification d’interventions chirurgicales complexes. Le nouveau projet cherche à aller plus loin : passer de la reproduction virtuelle de l’anatomie d’un organe à la simulation aussi de son fonctionnement et de l’évolution de certaines pathologies.
Du cœur à la migraine : les applications que développera Vall d'Hebron
Le programme prévoit dix actions intégrées dans différents domaines médicaux. Parmi les applications prévues figurent :
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Cardiologie pédiatrique : création de jumeaux numériques reproduisant l’activité électrique du cœur de patients atteints de cardiopathies congénitales.
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Détection de maladies cardiaques : développement de modèles pour identifier de manière précoce d’éventuelles cardiopathies à partir d’électrocardiogrammes.
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Migraine : développement d’outils numériques pour faire progresser le traitement personnalisé des patients.
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Chirurgie cardiaque : simulation de procédures comme l’ablation dans des cas de tachycardie ventriculaire ou l’implantation percutanée de valves pulmonaires.
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Chirurgie hépatique : planification d’interventions pour retirer des tumeurs du foie.
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Cardiopathies congénitales : création de modèles pour planifier des procédures chez des patients atteints de tétralogie de Fallot.
En outre, le projet prévoit une plateforme permettant d’intégrer des données cliniques provenant de différentes sources et le développement de modèles anatomiques tridimensionnels personnalisés qui pourront être visualisés directement au bloc opératoire. Ces outils pourront également incorporer la réalité augmentée pour faciliter la planification d’interventions par chirurgie robotique ou laparoscopique.
Une technologie encore en développement
Bien que les jumeaux numériques ouvrent de nouvelles possibilités pour avancer vers des traitements plus personnalisés, le projet de Vall d'Hebron se trouve dans une phase de développement. Les trois prochaines années seront consacrées à construire et à perfectionner les modèles informatiques avec les entreprises technologiques participantes.
Par conséquent, ses éventuelles applications et bénéfices cliniques devront encore être développés et validés avant que ces outils puissent être intégrés de manière généralisée à l’assistance sanitaire.
L’objectif final est que la technologie permette aux professionnels de santé de disposer de davantage d’informations avant de prendre des décisions thérapeutiques, de réduire les risques et d’adapter les traitements aux caractéristiques de chaque patient.