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Favoriser la médecine de précision

Les maquettes numériques ont révolutionné la conception, l’optimisation et la fabrication de produits complexes dans l’aérospatial, l’automobile et la construction navale. Aujourd’hui, les modèles de jumeaux virtuels de Dassault Systèmes transforment notre manière de comprendre, diagnostiquer et soigner le corps humain. L’objectif : créer une source complète et intégrée de données de santé individualisées à l’usage des patients et des systèmes de santé.

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La médecine était la même pour tous

 

DÉSORMAIS

Chaque patient peut bénéficier d’un traitement adapté grâce à la médecine de précision

 

 

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Le jumeau virtuel du corps humain repousse les limites de la médecine de précision. Pour les médecins, une telle visibilité sur l’anatomie et l’état de santé d’un patient offre une toute nouvelle manière d’étudier chaque cas, tout en révolutionnant la collaboration au sein du corps médical. Passer d’une médecine générique à une approche sur mesure laisse entrevoir des progrès fantastiques : traitement spécialement calibré pour la maladie d’un patient donné, opération et intervention adaptées à une anatomie spécifique, prothèses et appareils conçus ou imprimés en 3D à la demande.

Dans le prolongement de ses applications pour le monde des objets, Dassault Systèmes vise à appliquer sa technologie révolutionnaire du jumeau virtuel 3D au monde biologique et du vivant : le cœur, le cerveau, la peau et les poumons. Déjà, de nombreuses spécialités médicales (cardiologie, neurologie, orthopédie, pneumologie) ont recours à des innovations majeures qui permettent de personnaliser les traitements comme jamais. Fort de ces premiers exploits, Dassault Systèmes est en passe de mettre au point un jumeau virtuel du corps humain offrant une vision holistique de la santé d’un individu, sans cesse enrichie des observations et des mesures réalisées dans le monde physique

L’avenir de la santé

Les chercheurs, médecins et fabricants utilisent déjà les travaux de Dassault Systèmes sur le cœur et le cerveau pour développer des modèles virtuels de haute précision qui leur permettent de mieux comprendre les maladies, de mettre au point des médicaments et d’évaluer l’efficacité des traitements.

Modéliser le corps humain n’est plus un rêve inatteignable; c’est un engagement que prend Dassault Systèmes et qui changera à n’en pas douter l’avenir de l’humanité pour des générations.

Steve Levine
Fondateur du projet Living Heart et Directeur de la modélisation virtuelle du corps humain
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Un modèle numérique du cœur humain dans sa totalité

Le projet Living Heart, lancé en 2014, rassemble chercheurs, enseignants, fabricants d’appareils médicaux, agences de régulation et cardiologues dans la mise au point d’un modèle du cœur humain scientifiquement exact et parfaitement fonctionnel. L’objectif est d’améliorer la santé des patients en s’assurant que chacun bénéficie de la meilleure approche avant toute intervention chirurgicale.

Élaboré à partir des toutes dernières connaissances des tissus, de la structure et de l’électrophysiologie du cœur humain, ce modèle virtuel est capable de reproduire les spécificités d’un individu ou d’une population. Il est utilisé pour mieux comprendre les cardiopathies structurelles et hémodynamiques dans le monde entier.

À Boston, les chirurgiens de l’hôpital pédiatrique s’appuient sur cette technologie pour préparer des interventions, et pour faciliter la communication avec les familles de leurs jeunes patients. L’entreprise belge FEops, spécialiste des technologies numériques de la santé, a créé une plateforme de planification préopératoire pour les interventions cardiaques structurelles. À Montréal, des chercheurs de l’université McGill ont utilisé ce modèle pour comprendre l’impact de la Covid-19 sur les patients souffrant de troubles cardiaques. Aux États-Unis, la Food and Drug Administration (FDA) mène un projet visant à conduire des essais cliniques in silico sur un échantillon de patients virtuels grâce à la simulation 3D. Aux dires des experts, le projet Living Heart permettrait de réduire les essais cliniques sur les humains à quelques jours, au lieu de plusieurs années. Une méthode particulièrement efficace pour faire approuver les appareils utilisés en médecine cardio-vasculaire par les autorités de régulation et pour alléger les essais cliniques sur l’homme et sur l’animal.

Je suis convaincu que les modèles 3D peuvent avoir de nombreuses applications sur le traitement des cœurs de petite taille atteints de troubles incroyablement complexes, ce qui a un réel impact sur l’expérience du patient.

Dr. David Hoganson
Assistant au sein du service de chirurgie cardiaque et Directeur du programme de visualisation 3D par ordinateur de l’hôpital pédiatrique de Boston, Massachusetts
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Modéliser le cerveau en 3D

Les succès du projet Living Heart ont incité cliniciens et neurologues à faire appel à Dassault Systèmes pour améliorer la prise en charge chirurgicale et le pronostic de l’épilepsie. Cette démarche a donné naissance au projet EPINOV, Living Brain, un partenariat public-privé qui regroupe notamment l’hôpital marseillais de la Timone (AP-HM), les Hospices Civils de Lyon (HCL) et l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM), sous la houlette d’Aix-Marseille Université (AMU)

Quand les interventions chirurgicales ont un taux de succès faible vis-à-vis de certains types d’épilepsie et quand les erreurs d’identification des zones du cerveau à opérer peuvent entraîner des troubles cognitifs, disposer d’un jumeau virtuel propre à chaque patient ouvre un immense champ des possibles. Depuis 2018, des essais cliniques utilisent des jumeaux virtuels de cerveaux créés à l’aide de techniques d’imagerie médicale, de données électrophysiologiques et d’informations sur les crises typiques des patients. Cette approche novatrice devrait améliorer le taux de réussite des interventions chirurgicales sur les patients atteints d’épilepsie pharmaco-résistante

Le recours aux jumeaux virtuels pour la chirurgie épileptique peut significativement améliorer la qualité de vie des patients et soulager le système de soins d’un vrai poids

Dr. Nicolas Gazeres
Directeur Jumeau virtuel des technologies humaine, Dassault Systèmes
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Living Skin : soigner les plaies

La peau est l’organe le plus grand du corps et remplit de nombreuses fonctions essentielles : elle protège l’organisme des agressions extérieures (pathogènes, substances chimiques et radiations), elle régule la température corporelle, et elle sert de système d’alerte pour prévenir les blessures. Dassault Systèmes a développé un modèle de peau multi-échelles en reprenant les propriétés fondamentales des molécules qui la constituent. Il permet de prédire avec précision le schéma de pénétration des substances chimiques à travers les couches de la peau. Il est utilisé pour imaginer des systèmes d’administration de médicaments garantissant des injections indolores et permettra demain de créer des systèmes d’injection qui s’adaptent à la forme du corps, sa taille, sa composition chimique et sa mobilité. Des modèles de peau plus complexes encore sont utilisés pour comprendre le processus dynamique de cicatrisation d’une plaie, qui reste pour l’heure mal connu. Et ce n’est qu’un début

En partenariat avec Urgo Medical et des experts, Dassault Systèmes a lancé GENESIS, un projet visant à créer une peau artificielle pour soigner les plaies profondes, en particulier celles des grands brûlés. Cette technologie constitue une alternative à l’autogreffe, qui nécessite de nombreuses opérations chirurgicales, une hospitalisation prolongée et de longs traitements. Le projet témoigne particulièrement de l’importance des jumeaux virtuels pour des traitements cutanés de pointe.

Accélérer la médecine de précision

Les bras de contrôle synthétiques (SCA) utilisent des données d’essais cliniques historiques pour augmenter ou remplacer les contrôles aléatoires, et font progresser les thérapies ciblées. A l’instar des bras générés par Acorn-AI (primé « Meilleure solution basée sur l’IA pour les soins de santé » lors des AI Breakthrough Awards 2021), les SCA accélèrent l’approbation de nouveaux médicaments en combinant des preuves virtuelles et cliniques et en évitant les larges essais cliniques randomisés. Grâce à l’association de modèles personnalisés, de modèles génériques et de l’apprentissage automatique, le jumeau virtuel permettra d’offrir à chaque patient le meilleur traitement disponible.

C’est une certitude, avec le jumeau virtuel du corps humain, nous avons le pouvoir de transformer en profondeur le monde médical et d’allonger l’espérance de vie en bonne santé dans le cadre d’un système de santé efficace et durable

Claire Biot
Directrice de l’industrie Sciences de la vie et Santé, Dassault Systèmes

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