Mecànica computacional en enginyeria mèdica i matèria viva
Enginyeria biomèdica computacional
Investigador principal
Eduardo Soudah
Visió general
Recerca
Membres
Projectes
El grup d’Enginyeria biomèdica computacional del CIMNE desenvolupa eines digitals avançades per crear plans de tractament i dispositius mèdics personalitzats, millorant els resultats dels pacients mitjançant diagnòstics de precisió, solucions de planificació quirúrgica i teràpies optimitzades.
El grup d’Enginyeria biomèdica computacional (CBE) té com a objectiu posicionar-se com un soci estratègic per a les empreses biomèdiques, oferint models computacionals avançats, IA, modelatge substitutiu i eines basades en simulació per donar suport al desenvolupament, optimització, comprensió i validació de dispositius mèdics innovadors i metodologies de nous enfocaments (NAMs). Combinant experiència en mètodes numèrics, anàlisi d’imatges mèdiques i tecnologies de bessons digitals, el grup contribueix a l’acceleració de la investigació biomèdica i a la modernització dels marcs de proves reguladores.
El grup també és pioner en la integració de la realitat augmentada i virtual (AR/VR) en la pràctica clínica, desenvolupant aplicacions d’avantguarda per a la planificació quirúrgica en àrees com la cirurgia mamària i hepàtica.
Mitjançant la creació d’interfícies especialitzades entre el marc teòric d’Unity i el grup KRATOS multiphysics del CIMNE, permeten simulacions augmentades en temps real per a la formació mèdica i la planificació d’intervencions.
Mitjançant la combinació de biomecànica computacional, anàlisi basada en IA i visualització immersiva, el grup BME està reduint la bretxa entre la innovació tècnica i la necessitat clínica, optimitzant el desenvolupament de dispositius mèdics i la preparació quirúrgica per millorar els resultats dels pacients mitjançant la medicina de precisió habilitada per la tecnologia.
Àrees de recerca
Modelització cardiovascular i multisistèmica
Aquesta línia de recerca se centra en el desenvolupament de mètodes computacionals per simular la fisiologia i la patologia cardiovascular, amb especial èmfasi en models cardiovasculars multiescala, incloent-hi representacions 0D, 1D i 3D, per proporcionar informació detallada, però computacionalment eficient, sobre el comportament hemodinàmic. Aquests models formen part d’un marc més ampli del cos digital, que integra compartiments cardiovasculars, respiratoris i altres compartiments fisiològics per a l’anàlisi a nivell de sistemes. La nostra metodologia combina la modelització paramètrica i la correlació de variables fisiològiques, permetent l’estudi de les interaccions entre òrgans, la progressió de la malaltia i l’avaluació d’estratègies terapèutiques. Això millora la capacitat predictiva dels models, contribuint tant a la recerca com a la presa de decisions clíniques.
Modelització de substituts cardiovasculars
Combinem simulacions numèriques amb aprenentatge automàtic i models de reducció d’ordres per al desenvolupament d’eines de suport a la decisió.
Recerca i desenvolupament de dispositius mèdics
Treballem en el desenvolupament de dispositius mèdics personalitzats. Per a les empreses mèdiques i els metges que necessiten millorar els seus dissenys personalitzats, aportem eines innovadores basades en la nostra tecnologia de simulació numèrica per dissenyar millor els dispositius mèdics durant l’etapa de pre-prototip.
Realitat virtual i augmentada
Estem interessats en desenvolupar una plataforma de comunicació quirúrgica interactiva basada en tecnologia de realitat augmentada per a l’assistència clínica remota en temps real. Creant mòduls plug-in per connectar eines de simulació amb unity per a mòduls de realitat augmentada i mixta. Aquesta tecnologia ja s’ha provat per a cirurgies de mama i fetge. El grup d’Enginyeria Biomèdica (BME) ha desenvolupat una API per acoblar el marc Unity i KRATOS per proporcionar simulacions en temps real per a aplicacions de realitat augmentada. Actualment, el grup d’Enginyeria Biomèdica (BME) col·labora amb l’Hospital Clínic de Barcelona a través d’un projecte finançat per l’AECC (Ideas Semilla 2023).
Modelització cardiovascular i multisistèmica
Utilitzem models de simulació numèrica per estudiar l’efecte del camp electromagnètic (freqüències baixes i altes) dins dels humans/dones embarassades.
Biomecànica
Utilitzem eines numèriques per millorar el diagnòstic de malalties òssies convertint les dades d’imatge de CTA en models 3D específics del pacient. De la imatge a l’estrès.
Eines computacionals per a dispositius mandibulars
New solution for Obstructive Sleep Apnea treatment (OSAS) and occlusal splint.
Projectes en curs
Projectes finalitzats
Notícies relacionades
CIMNE’s biomedical group proposes a special type of Finite Element technology in new article
Researchers from the Bio-medical Engineering Research Group at the International Centre for Numerical Methods in Engineering (CIMNE) have proposed a special type of Finite Element (FE) technology in a new paper entitled Empirical Interscale Finite Element Method...