Simulazione personalizzata e viaggi simulati su Marte

Simulazione personalizzata e viaggi simulati su Marte: le potenzialità dei modelli matematici descritti da un medico tecnico, Lex van Loon

SZ: Ciao Lex, grazie per aver accettato di condividere un po’ di tempo e pensieri con noi. Parlaci del tuo background e del tuo lavoro.

Sono un medico tecnico che si è formato con un dottorato di ricerca in fisiologia medica e in precedenza ha lavorato come formatore in un centro di simulazione medica presso l’Università di Twente, nei Paesi Bassi. Il mio ruolo attuale è quello di ricercatore e docente per la Medical School dell’Australian National University.

SZ: Puoi dirci qualcosa di più sulla tua formazione come medico tecnico?

La medicina tecnica è una disciplina accademica volta a educare professionisti che possano migliorare la cura del paziente applicando la tecnologia medica. Questa educazione colma il divario tra la medicina classica e la tecnologia complessa (biomedica). Dopo 6 anni di istruzione, ogni medico tecnico è un nuovo professionista accademico che ha le conoscenze e le capacità di problem-solving per progettare e applicare in sicurezza diagnostica e terapeutica migliorate a beneficio dei pazienti.

SZ: Di quali competenze hai bisogno per svolgere questo lavoro?

Il mio ruolo attuale richiede di collaborare ampiamente con clinici, informatici, data scientist, biologi e studenti. Pertanto, direi sicuramente che il mio curriculum di studi di Medicina Tecnica ha svolto un buon lavoro nel prepararmi per il mio incarico. Mi ha permesso di parlare comodamente e collaborare con queste competenze molto diverse.

SZ: Quali sono gli aspetti positivi e negativi del tuo lavoro?

ll vantaggio è la flessibilità di lavorare in un ambiente accademico e imparare qualcosa di nuovo (quasi) ogni giorno. Gli svantaggi sarebbero che a volte è difficile eccellere in un’area specifica perché il mio lavoro mi richiede di lavorare su molti progetti diversi e l’incertezza dei contratti a breve termine.

SZ: Come definiresti un modello matematico?

Nel mio lavoro vedo un modello matematico come una descrizione matematica di un processo fisiologico. Tale descrizione consente di studiare le interazioni tra e all’interno dei modelli, spiegando così la complessa fisiologia umana e testando le influenze dei cambiamenti nelle circostanze. Tuttavia, tengo sempre presente la citazione di George Box: “Tutti i modelli sono sbagliati, ma alcuni sono utili”

SZ:In che modo la modellazione matematica si applica alla simulazione sanitaria?

I modelli matematici possono essere usati come modelli esplicativi. Insegnando così fisiologia (complessa) a studenti di medicina e professionisti. Svolgono anche un ruolo importante nell’addestramento alla simulazione. Vari simulatori utilizzati nell’educazione medica si basano su motori di simulazione basati su modelli. Questi creano risposte realistiche e in tempo reale a una moltitudine di variabili continue che interagiscono dinamicamente ed evitano che l’addestramento sia limitato a uno script rigido e predefinito.

SZ: Pensando alla simulazione nel settore sanitario, quali sono le maggiori sfide che stiamo affrontando oggi e che potrebbero e dovrebbero essere affrontate con la modellazione matematica?

Medicina personalizzata. La ricerca medica sta lavorando duramente per ottenere trattamenti personalizzati. Sento che la simulazione medica dovrebbe seguire questa strada e creare una formazione che corrisponda alle esigenze del tirocinante. E anche poter simulare casi che coincidano con i pazienti che sono in reparto in quel preciso momento, i loro gemelli digitali, in altre parole. L’uso di modelli matematici è essenziale per ottenere una simulazione medica personalizzata.

SZ: Di recente hai pubblicato un articolo che presenta un modello matematico open source del sistema cardiopolmonare in grado di simulare gli adattamenti a breve termine dopo l’esposizione alla microgravità. Come hai combinato i voli spaziali su Marte e la simulazione?

L’Australia sta investendo molto nelle sue capacità spaziali. Parte di questo investimento va alla ricerca in medicina spaziale. I turisti spaziali (2020) e i passeggeri dei voli intercontinentali via spazio (previsti intorno al 2025) non sono più astronauti professionisti altamente selezionati, giovani, sani e ben addestrati, ma passeggeri “normali”, potenzialmente con patologie croniche legate all’età e allo stile di vita. Qui all’ANU, lavoriamo su strumenti di modellazione e simulazione a livello di organi e sistemi che possono aiutare gli operatori sanitari a valutare l’idoneità al volo dei potenziali viaggiatori.

SZ: Puoi spiegare a un non esperto cosa hai fatto?

Abbiamo sviluppato un modello matematico che può essere utilizzato per prevedere se un astronauta può viaggiare in sicurezza su Marte e adempiere ai propri doveri di missione dopo aver messo piede sul Pianeta Rosso. Abbiamo simulato l’impatto dell’esposizione prolungata a gravità zero sul sistema cardiovascolare per determinare se il corpo umano può tollerare le forze gravitazionali di Marte, che non sono così forti come sulla Terra, senza svenire o subire un’emergenza medica quando esce da un’astronave. Il modello potrebbe essere utilizzato per valutare l’impatto del volo spaziale di breve e lunga durata sul corpo e potrebbe servire come un altro importante pezzo del puzzle per aiutare gli esseri umani a sbarcare su Marte. Con l’ascesa delle agenzie di voli spaziali commerciali come Space X e Blue Origin, c’è più spazio per persone ricche ma non necessariamente sane per andare nello spazio, quindi vogliamo utilizzare modelli matematici per prevedere se qualcuno è idoneo a volare su Marte.

SZ: Come immagini il tuo lavoro tra 15 anni?

Wow, è ancora molto lontano nel futuro. Non sono nemmeno sicuro su cosa lavorerò il prossimo anno. Sono abbastanza sicuro che tornerò in Europa e intendo assolutamente continuare il mio lavoro nell’utilizzo di modelli matematici della fisiologia umana per migliorare i risultati dei pazienti in qualsiasi forma. Forse anche avviare la mia azienda in questo settore.

SZ: Grazie, Lex, per questa chiacchierata così interessante. E buona fortuna per i tuoi progetti.

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