Amanda Randles está a transformar o futuro da medicina com gémeos digitais

Amanda Randles está a ajudar a moldar o futuro da medicina através da sua investigação premiada.

Randles imagina que, dentro de pouco tempo, um relógio inteligente - ou um dispositivo semelhante - possa enviar continuamente dados para uma simulação virtual de todo o corpo. Isto permitiria aos médicos acompanhar a saúde de cada pessoa de forma altamente personalizada, a um nível sem paralelo atualmente.

"A visão a longo prazo passa, essencialmente, por criar o seu humano virtual, o seu gémeo digital", disse Randles à Business Insider.

Com esse objetivo, Randles, professora de ciências biomédicas na Pratt School of Engineering da Duke University, dedica-se à criação de algumas dessas simulações virtuais.

Em particular, estuda a simulação do fluxo sanguíneo e do movimento das células no organismo. Este trabalho valeu-lhe recentemente o Prémio de Computação de $250,000 da Association for Computing Machinery.

"As suas técnicas inovadoras não só aprofundarão a nossa compreensão das doenças, como também assinalarão uma nova era na simulação biomédica", afirmou Salil Parekh, diretor executivo da Infosys, entidade que financia o prémio, num comunicado.

Dar utilidade aos dados do Apple Watch

Os dispositivos vestíveis de atividade física mais comuns já conseguem monitorizar o batimento cardíaco de uma pessoa ao longo das suas rotinas diárias. Porém, se também fossem capazes de acompanhar em tempo real as alterações no fluxo sanguíneo, poderiam ajudar os médicos a passar de "cuidados reativos para cuidados proativos", afirmou Randles.

Por outras palavras, esta capacidade poderia permitir a deteção muito mais precoce de indícios de doenças potencialmente fatais, como as doenças cardíacas, conduzindo a tratamentos melhores. As doenças cardíacas são a principal causa de morte nos EUA, representando uma em cada cinco mortes por ano.

Embora existam questões de privacidade, um gémeo virtual que acompanhasse diariamente a saúde de cada pessoa seria revolucionário para os cuidados de saúde. Ainda assim, um dos obstáculos enfrentados por investigadores como Randles é o excesso de dados.

Como o coração bate 100,000 vezes por dia, o volume de informação é enorme. Randles e a sua equipa estão a procurar formas de captar retratos de determinados momentos e aplicá-los a cenários mais amplos.

Por exemplo, se uma pessoa estiver sentada ao computador durante algumas horas todas as manhãs, ao longo de uma semana, o modelo poderá não precisar de integrar cada segundo desse período.

Depois de estabelecida essa referência personalizada, "temos de encontrar formas de calibrar o sistema quando sai dos carris e deixa de corresponder", disse Randles.

O modelo poderia, por exemplo, detetar a formação de placas no coração.

Embora espere que os dispositivos vestíveis comuns venham a fornecer dados suficientemente bons para o modelo, Randles indicou que alguns doentes com doenças cardíacas poderão necessitar de aparelhos de grau médico.

Estes mapas sanguíneos orientados por dispositivos vestíveis poderão estar próximos, segundo Randles. "Não está a décadas de distância", afirmou. "Penso que o veremos nos próximos cinco a sete anos."

Por agora, o sistema circulatório é apenas uma parte do corpo humano completo, e Randles pretende integrar o cérebro e outros sistemas no conceito de gémeo virtual. Segundo a investigadora, essa tecnologia está ainda a, pelo menos, uma década de distância.

Entretanto, as simulações de Randles já estão a apoiar os médicos de outras formas.

Um mapa 3D personalizado do sistema circulatório

Com as simulações de Randles, os médicos conseguem determinar de forma não invasiva quando um doente precisa de um stent para melhorar o fluxo sanguíneo no coração. O método tradicional consiste em introduzir um fio-guia na artéria coronária para medir a pressão.

"Com os modelos virtuais, não temos de introduzir o fio-guia no doente", disse Randles.

Randles está a trabalhar para permitir que os médicos testem virtualmente várias opções de tratamento, como diferentes posicionamentos do stent, para perceber qual se adapta melhor ao doente antes de este entrar na sala de operações.

Neste momento, o processo exige grande capacidade de computação, pelo que o seu laboratório está a incorporar aprendizagem automática para o acelerar.

Acompanhar células cancerígenas

Quando as células cancerígenas circulam na corrente sanguínea, podem por vezes instalar-se noutra zona do corpo e formar novos tumores, um fenómeno conhecido como metástase.

Noutra vertente da sua investigação, Randles analisa a forma como uma célula cancerígena se desloca. Nas suas simulações, altera vários parâmetros, incluindo o impacto que o tamanho do núcleo da célula tem no seu movimento.

Quando existirem dados suficientes sobre as características dos diferentes tipos de células e a maneira como se movem, os médicos poderão prever melhor como e onde determinadas células cancerígenas criam metástases.

"O que têm as células cancerígenas que as torna mais propensas a ir para o cérebro ou para a mama?", questionou. "Se conseguirmos perceber o que existe na célula que a leva a seguir essa direção, isso pode orientar os tratamentos", acrescentou.

Este artigo foi originalmente publicado pela Business Insider.

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