Replici digitale personalizate ale stomacului, noua frontieră în diagnosticarea bolilor gastrointestinale

În ciuda prevalenței ridicate a bolilor gastrointestinale, diagnosticul precis rămâne o provocare majoră. Mulți pacienți se confruntă cu simptome persistente, dar investigațiile convenționale, precum endoscopia sau imagistica, nu identifică cauzele. În acest context, Lei Shi, profesor asistent de inginerie mecanică la Universitatea de Stat din Kennesaw, propune o abordare inovatoare bazată pe modele digitale personalizate ale stomacului.
Sprijinit de o bursă National Science Foundation, proiectul vizează crearea unor „gemeni digitali” ai stomacului uman, capabili să simuleze atât structura mecanică, cât și activitatea electrică a organului. Cercetarea îmbină imagistică medicală avansată, teste biomecanice și modelare computațională pentru a depăși limitele actualelor metode de diagnostic.

Ipotezele de bază

Modificări microscopice ale proprietăților mecanice ale stomacului pot apărea chiar și atunci când acesta pare normal la imagistică.
Disfuncțiile în semnalizarea electrică naturală a stomacului pot influența contracția și motilitatea gastrică.

Metodologie și colaborări

Cercetarea este realizată în colaborare cu medici de la Universitatea Emory, care furnizează date esențiale: tomografii computerizate, imagini endoscopice și manometrie (măsurarea presiunii și deformării esofagului și stomacului). În laboratorul Intelligent Biomechanics de pe campusul Marietta al Universității de Stat din Kennesaw, datele sunt integrate în modele 3D personalizate, iar țesuturile sunt testate biomecanic pentru a măsura rigiditatea și elasticitatea.

Importanța diferențelor mecanice

„Două stomacuri pot arăta identic, dar unul poate fi rigid, iar celălalt moale – iar acest lucru le influențează funcționarea", explică Shi. Combinarea informațiilor despre proprietățile mecanice cu cele despre activitatea electrică permite simularea fidelă a comportamentului stomacului real.

Aplicații clinice și extinderea proiectului

„Gemenii digitali” pot identifica modificări subtile ignorate de metodele convenționale.
Pot servi drept platforme de testare pentru planificarea tratamentelor personalizate.
Shi își propune extinderea modelării către întregul tract gastrointestinal, inclusiv interacțiunea cu axa creier-intestin.
Vor fi integrate algoritmi de învățare automată pentru analiză și predicție accelerată.

Implicarea studenților

Proiectul oferă oportunități unice pentru formarea tinerilor cercetători. Un student doctorand contribuie deja la validarea experimentală a modelelor, iar un al doilea doctorand va fi recrutat. Experiența practică în experimente mecanice și modelare computațională transformă această cercetare într-un veritabil incubator pentru viitorii ingineri biomedicali.

„Cel mai mult mă entuziasmează faptul că nu ne limităm la cod sau simulări – învăț și partea experimentală, ceea ce dă sens real muncii mele.” – Yue Li, doctorand în echipa profesorului Shi

Concluzie

Abordarea transdisciplinară propusă de Lei Shi combină ingineria, medicina și inteligența artificială pentru a crea o nouă paradigmă în înțelegerea și tratarea bolilor gastrice. Modelarea digitală personalizată ar putea revoluționa nu doar diagnosticul gastroenterologic, ci și modul în care înțelegem funcționarea sistemului digestiv uman.

Data actualizare: 26-08-2025 | creare: 26-08-2025 | Vizite: 138

Bibliografie

Kennesaw State University

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Un nou concept de vaccin abordează bacteriile dăunătoare din intestin

O echipă de cercetători de la ETH Zurich și Universitatea din Basel, condusă de profesoara Emma Slack și profe...

Cercetările au identificat un acid biliar care ameliorează boala ficatului gras non-alcoolic

Studiul publicat în revista Cell Metabolism explorează modul în care acidul hiodeoxicolic (HDCA) ameliorează bo...

Microbiota intestinală și cancerul colorectal: o nouă metodă de diagnostic non-invazivă bazată pe inteligență artificială

Un studiu publicat în august 2025 în revista Cell Host & Microbe de către o echipă de la Universitatea din Gene...

O nouă tehnică de cercetare a microbiomului intestinal ar putea duce la noi medicamente pentru intestinul iritabil
Cum influențează menopauza microbiomul intestinal?
Recomandări de tratament pentru constipația cronică idiopatică la adulți
Microbiomul intestinal și impactul său asupra bunăstării emoționale

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

10 recomandări pentru un stomac sănătos

Aproximativ o treime din populația lumii are probleme cu digestia, cele mai multe probleme fiind balonarea și con...

Reprezentările digitale deschid calea pentru tratamente personalizate ale bolilor inflamatorii

Folosind așa-numiții gemeni digitali (reprezentări digitale utilizate în medicină pentru a ajuta la îmbunăt�...

Un geamăn digital al microbiomului sugarului pentru a prezice deficitele de neurodezvoltare

Cercetătorii de la Universitatea din Chicago au dezvoltat un instrument de inteligență artificială (IA) generat...

Geamăn fiziologic digital pentru prezicerea răspunsurilor la consumul de alcool în viața reală

Bebeluși digitali creați pentru a îmbunătăți îngrijirea sănătății copiilor

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum