Personlige simuleringsteknologier til optimering af behandling på intensivafdelingen (PSTOTICU)

I Det Forenede Kongerige indlægges cirka 142.000 mennesker på intensivafdelingen hvert år. En stor del, 10 - 20%, af disse patienter har en livstruende luftvejssygdom kaldet Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). Disse patienter har brug for specialisthjælp med deres vejrtrækning fra en maskine kaldet en ventilator. Kun syv ud af ti patienter vil overleve denne sygdom, og selv overlevelse kan give vedvarende problemer, nogle gange i lang tid efter at have forladt hospitalet.

Nøjagtige matematiske og computermodeller af ARDS ville tillade undersøgelse af sygdommen uden for intensivafdelingen og inde i det virtuelle miljø på en computer. Forskellige behandlinger kunne simuleres på den samme 'virtuelle' patient, eller den samme behandling på mange forskellige patienter med forskellige grader af sygdom.

Udvikling af disse softwaremodeller kræver indsamling af et bibliotek af data, der beskriver, hvordan patienter reagerer på ændringer i deres behandling. Et eksempel kunne være at beskrive, hvordan en patients blodtryk reagerer på en ændring i indstillingerne af deres respirator. Ændringerne af en patients ventilation vil blive foretaget som en del af den normale pleje, som de læger og sygeplejersker, der tager sig af dem, yder.

Matematiske beskrivelser er blevet skabt før, ud fra enklere datasæt, som i det væsentlige var enkeltstående øjebliksbilleder af en patients tilstand og behandling. Efterforskerne sigter mod at fange sekvenser af snapshots over flere timer, så de kan bygge mere nøjagtige modeller.

Guy's and St Thomas' NHS Foundation Trust (GSTFT) er den kliniske partner i projektet. Patienterne ville blive identificeret der af kliniske forskere, som derefter ville indsamle de data, der beskriver deres behandling. Disse data vil blive anonymiseret, før de tilføjes til biblioteket af data, der skal deles med akademiske forskere.

Akademiske medlemmer af teamet ved University of Warwick og University of Nottingham besidder den tekniske og matematiske ekspertise, der er nødvendig for at udvikle de komplekse softwaremodeller. De giver også mulighed for en højtydende computerklynge, der er nødvendig for den vanskelige proces med tilpasning af modeller til dataene.

Når først softwaremodellerne er blevet bygget og brugt til at undersøge, hvordan behandlingen kan forbedres, vil resultaterne blive delt med klinisk personale rundt om i verden gennem publicering af artikler i medicinske tidsskrifter. Det er muligt, at indsigten opnået ved modelleringsprocessen kan informere, ændre og forbedre, hvordan klinisk personale bruger ventilatorer til at støtte patienter med ARDS.