Notícia com publicação científica
‘Gêmeo digital’ do coração pode revolucionar tratamento de doenças cardíacas
Modelo computacional pioneiro usa inteligência artificial para reconstruir digitalmente o sistema de condução elétrica do coração a partir de eletrocardiograma padrão

Dr. Francisco Sahli, PUC-Chile

Modelo personalizado em 3D

5 de setembro de 2025, 16:51

Fonte

Jorge Bolton, Instituto do Milênio de Engenharia e Inteligência Artificial para a Saúde (iHEALTH)

Publicação Original

Pontifícia Universidade Católica do Chile

Áreas

Biofísica, Biomecânica, Cardiologia, Computação, Engenharia Biomédica, Física Médica, Imagens Médicas, Medicina, Modelagem Matemática, Simulação Computacional

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Resumo

Pesquisadores do Chile, da Itália, dos Países Baixos e da Suíça desenvolveram um modelo computacional inovador que incorpora inteligência artificial, modelagem cardíaca avançada e análise probabilística para simular a estrutura cardíaca que coordena os batimentos cardíacos – chamada rede de Purkinje.

O modelo 3D, que seria um ‘gêmeo digital’ do coração, pode transformar o diagnóstico e o tratamento de arritmias e da insuficiência cardíaca.

O sistema foi validado em testes com pacientes reais, demonstrando a capacidade de identificar comportamentos elétricos anormais do músculo cardíaco e reduzindo a necessidade de procedimentos diagnósticos invasivos.

Foco do Estudo

Desenvolver um modelo computacional da rede de Purkinje de um paciente a partir de um eletrocardiograma padrão.

Estudo

Recentemente, uma equipe do Instituto do Milênio de Engenharia e Inteligência Artificial para a Saúde (iHEALTH), no Chile, desenvolveu um modelo computacional pioneiro que reconstrói digitalmente a rede de Purkinje, o sistema de condução elétrica do coração, utilizando um eletrocardiograma (ECG) padrão.

A pesquisa, publicada na revista científica Medical Image Analysis, foi liderada pelo Dr. Francisco Sahli, professor da Escola de Engenharia do Instituto de Engenharia Biológica e Médica da Pontifícia Universidade Católica do Chile (PUC-Chile)  e pesquisador principal do iHEALTH.

O trabalho combina inteligência artificial, modelagem cardíaca avançada e análise probabilística para criar o que os especialistas chamam de ‘gêmeo digital’ do coração.

Esse avanço pode transformar o diagnóstico e o tratamento de arritmias e da insuficiência cardíaca.

Há cerca de 10 anos, durante seu doutorado, o professor Francisco Sahli já tinha desenvolvido um modelo inicial: “Embora esse modelo inicial fosse funcional, ele apresentava um desafio fundamental: a dificuldade de ajustar manualmente seus parâmetros para adaptar os resultados à fisiologia de um paciente específico. Essa limitação me levou a buscar uma maneira de automatizar esse ajuste”, explicou o professor.

Agora, em colaboração com colegas pesquisadores da PUC-Chile; da Universidade de Trento, na Itália; da Universidade de Tecnologia de Delft, nos Países Baixos, e da Universidade da Suíça Italiana, na Suíça, o professor Francisco Sahli conseguiu desenvolver um método eficaz para resolver o problema da personalização do modelo: “A solução final exigiu modificações profundas no modelo original e a integração de técnicas avançadas de inteligência artificial e otimização”, destacou.

É como ter um mapa detalhado da fiação elétrica do coração de cada paciente. Isso pode nos permitir otimizar a colocação dos eletrodos do marca-passo ou antecipar complicações antes que elas ocorram

Dr. Francisco Sahli, professor da Escola de Engenharia do Instituto de Engenharia Biológica e Médica da Pontifícia Universidade Católica do Chile (PUC-Chile)

Resultados

A rede de Purkinje é uma estrutura essencial que coordena os batimentos cardíacos, mas até agora era impossível visualizá-la completamente em pacientes sem procedimentos invasivos.

“Nossa metodologia nos permite criar uma representação digital personalizada dessa rede usando apenas dados não invasivos, como o ECG. Isso abre novas possibilidades para tratamentos personalizados para arritmias ou insuficiência cardíaca”, explicou o Dr. Francisco Sahli.

O modelo desenvolvido incorpora algoritmos que simulam como o coração responderia a diferentes terapias, como marca-passos ou outros dispositivos, antes de sua implantação.

Em testes com pacientes reais, o sistema demonstrou a capacidade de identificar comportamentos elétricos anormais do músculo cardíaco, reduzindo a necessidade de procedimentos diagnósticos invasivos.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Francisco Sahli

Professor da Escola de Engenharia do Instituto de Engenharia Biológica e Médica da Pontifícia Universidade Católica do Chile (PUC-Chile)

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica Medical Image Analysis (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Pontifícia Universidade Católica do Chile (em espanhol).

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