“Come salveremo il cuore grazie ai calcoli matematici”

MILANO Realizzare un modello matematico integrato del cuore, in grado di tradurre il funzionamento  del più importante muscolo del nostro corpo in equazione matematiche allo scopo di aiutare i cardio-chirurghi a progettare interventi delicatissimi in maniera ancora più precisa.  Un progetto ambizioso,“ iHeart – An integrated heart model for the simulation of the cardiaac function”, per il quale il professore Alfio Quarteroni, direttore del Mox del Politencico di Milano, si è aggiudicato un finanziamento europeo di 2,35 milioni di euro per la durata di 5 anni.
La matematica per capire il funzionamento del cuore: come è nata l’idea?
L’antefatto è che la matematica sta diventando sempre più importante in medicina.
L’obiettivo del nostro programma, iHEART,  è giungere ad una migliore comprensione della  funzione cardiaca ricorrendo  di meno a esami costosi e invasivi per il paziente. Ma anche  aiutare il medico a capire come intervenire in caso di patologie, o ove se ci fosse bisogno di un intervento chirurgico, coadiuvarlo per la scelta della migliore strategia operatoria. Permetterà inoltre di realizzare scenari di evoluzione di particolari condizioni cliniche, difficilmente ottenibili con gli strumenti della medicina tradizionale.
In che modo realizzerete il progetto?
Nello specifico, vorremmo integrare in un unico modello matematico i diversi processi della funzione cardiaca: l’elettrofisiologia, la deformazione meccanica che consente la contrazione e il rilassamento del muscolo cardiaco, la fluidodinamica di ventricoli e atrii e l’interazione con la dinamica valvolare. Infine,  l’accoppiamento della circolazione cardiaca con quella sistemica e polmonare. Risolvere numericamente questo mostruoso sistema di equazioni è il nostro obiettivo. Io sono un matematico, non un medico, e il mio intento è usare la mia materia per risolvere problemi in altri ambiti. Un po’ come si lavora per la simulazione dei terremoti con i modelli matematici.
Quali saranno le applicazioni di iHearth?
Saranno molteplici. Potremo aiutare  i cardiologi individuando le zone migliori per effettuare un’incisione nel caso di comportamenti irregolari del campo elettricoe i cardiochirurghi nella porgettazione ottimale dei bypass coronarici. Oggi non possediamo ancora la conoscenza matematica e la potenza di calcolo necessarie per realizzare un modello come iHearth, ma in cinque anni il modello sarà ultimato. Basti pensare che oggi impieghiamo una settimana di tempo sul più grande calcolatore  europeo per simulare un singolo battito cardiaco.  
Quindi non è vero che per i matematici non ci sono più sbocchi oltre all’insegnamento?
Assolutamente no, oggi c’è un grande bisogno di matematici, anche in Italia. La matematica applicata si utilizza persino per migliorare le performance sportive, per le comunicazioni sociali. Pensi che a tutti i nostri studenti migliori vengono offerti posti di lavoro prima della laurea.
Decessi per malattie cardiovascolari pari all’80% in Italia
Una percentuale molto alta delle morti naturali dei paesi occidentali è dovuta a patologie cardiovascolari.  «Il 45% delle morti naturali è di carattere cardiaco – spiega il professor  Quarteroni – L’impatto sociale è enorme: si stima che il costo sociale per la Comunità Europea legato alle malattie cardiovascolari sia di circa 200 miliardi di dollari annui di cui il 55 % è dovuto a costi diretti della sanità, il 5% è dovuto a perdite di produttività, il 22% riguarda le cure informali, cioè persone che sono curate non negli ospedali ma a casa loro o in strutture para ospedaliere». Le malattie cardiovascolari, insomma, costituiscono un problema reale per la società contemporanea. Secondo il tredicesimo rapporto sulla sanità dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata, i decessi per malattie cardiovascolari in Italia nel 2015 sono pari all’80,6%, nella media degli altri Paesi europei.
 
VALERIA BOBBI