Henkilökohtaiset simulaatiotekniikat tehohoitoyksikön hoidon optimoimiseksi (PSTOTICU)

Yhdistyneessä kuningaskunnassa noin 142 000 ihmistä otetaan vuosittain tehohoitoon. Suurella osalla, 10 - 20 %:lla näistä potilaista, on hengenvaarallinen hengitystiesairauksia nimeltään akuutti hengitysvaikeusoireyhtymä (ARDS). Nämä potilaat tarvitsevat asiantuntija-apua hengitykseensä ventilaattoriksi kutsutusta koneesta. Vain seitsemän kymmenestä potilaasta selviää tästä sairaudesta ja jopa selviytyminen voi tuoda jatkuvia ongelmia, joskus pitkään sairaalasta poistumisen jälkeen.

Tarkat ARDS:n matemaattiset ja tietokonemallit mahdollistaisivat sairauden tutkimisen teho-osaston ulkopuolella ja tietokoneen virtuaaliympäristössä. Eri hoitoja voitaisiin simuloida samalle "virtuaalipotilaalle" tai samaa hoitoa useille eri potilaille, joilla on eriasteinen sairaus.

Näiden ohjelmistomallien kehittäminen edellyttää kirjaston keräämistä siitä, kuinka potilaat reagoivat hoidon muutoksiin. Esimerkkinä voitaisiin kuvata, kuinka potilaan verenpaine reagoi hengityslaitteen asetusten muutokseen. Muutokset potilaan ventilaatioon tehtäisiin osana häntä hoitavien lääkäreiden ja sairaanhoitajien normaalia hoitoa.

Matemaattisia kuvauksia on luotu aiemminkin yksinkertaisemmista tietokokonaisuuksista, jotka olivat olennaisesti yksittäisiä tilannekuvia potilaan tilasta ja hoidosta. Tutkijat pyrkivät kaappaamaan tilannekuvia useiden tuntien aikana, jotta he voivat rakentaa tarkempia malleja.

Guy's and St Thomas' NHS Foundation Trust (GSTFT) on projektin kliininen kumppani. Siellä kliiniset tutkijat tunnistaisivat potilaat, jotka sitten keräävät heidän hoitoaan kuvaavat tiedot. Nämä tiedot anonymisoidaan ennen kuin ne lisätään kirjastoon jaettavaksi akateemisten tutkijoiden kanssa.

Warwickin ja Nottinghamin yliopistojen tiimin akateemisilla jäsenillä on tekninen ja matemaattinen asiantuntemus, jota tarvitaan monimutkaisten ohjelmistomallien kehittämiseen. Ne tarjoavat myös mahdollisuuden korkean suorituskyvyn laskentaklusterille, jota tarvitaan vaikeassa prosessissa mallien sovittamiseksi tietoihin.

Kun ohjelmistomallit on rakennettu ja niitä on käytetty tutkimaan, miten hoitoa voitaisiin parantaa, tulokset jaetaan kliinisen henkilökunnan kanssa ympäri maailmaa julkaisemalla artikkeleita lääketieteellisissä aikakauslehdissä. On mahdollista, että mallinnusprosessin avulla saadut oivallukset voivat antaa tietoa, muuttaa ja parantaa sitä, miten kliininen henkilökunta käyttää hengityslaitteita ARDS-potilaiden tukemiseen.