Gepersonaliseerde simulatietechnologieën voor het optimaliseren van de behandeling op de Intensive Care (PSTOTICU)

In het Verenigd Koninkrijk worden jaarlijks ongeveer 142.000 mensen op de IC opgenomen. Een groot deel, 10 - 20%, van deze patiënten heeft een levensbedreigende luchtwegaandoening die Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) wordt genoemd. Deze patiënten hebben specialistische hulp nodig bij hun ademhaling, van een machine die een ventilator wordt genoemd. Slechts zeven op de tien patiënten zullen deze ziekte overleven en zelfs overleven kan blijvende problemen met zich meebrengen, soms nog lang na het verlaten van het ziekenhuis.

Nauwkeurige wiskundige en computermodellen van ARDS zouden onderzoek naar de ziekte buiten de ICU en binnen de virtuele omgeving van een computer mogelijk maken. Verschillende behandelingen kunnen worden gesimuleerd op dezelfde 'virtuele' patiënt, of dezelfde behandeling op veel verschillende patiënten met verschillende gradaties van ziekte.

Voor de ontwikkeling van deze softwaremodellen moet een bibliotheek met gegevens worden verzameld die beschrijven hoe patiënten reageren op veranderingen in hun behandeling. Een voorbeeld zou zijn om te beschrijven hoe de bloeddruk van een patiënt reageert op een verandering in de instellingen van zijn beademingsapparaat. De wijzigingen aan de ventilatie van een patiënt zouden worden aangebracht als onderdeel van de normale zorg die wordt verleend door de artsen en verpleegkundigen die voor hen zorgen.

Er zijn al eerder wiskundige beschrijvingen gemaakt op basis van eenvoudigere datasets die in wezen enkele momentopnamen waren van de toestand en behandeling van een patiënt. De onderzoekers streven ernaar om reeksen momentopnamen gedurende meerdere uren vast te leggen, waardoor ze nauwkeurigere modellen kunnen bouwen.

Guy's and St Thomas' NHS Foundation Trust (GSTFT) is de klinische partner van het project. Patiënten zouden daar worden geïdentificeerd door klinische onderzoekers, die vervolgens de gegevens zouden verzamelen die hun behandeling beschrijven. Deze gegevens worden geanonimiseerd voordat ze worden toegevoegd aan de gegevensbibliotheek die wordt gedeeld met academische onderzoekers.

Academische leden van het team van de University of Warwick en de University of Nottingham beschikken over de technische en wiskundige expertise die nodig is om de complexe softwaremodellen te ontwikkelen. Ze bieden ook de mogelijkheid van een high-performance computercluster dat nodig is voor het moeilijke proces van het aanpassen van modellen aan de gegevens.

Zodra de softwaremodellen zijn gebouwd en gebruikt om te onderzoeken hoe de behandeling kan worden verbeterd, zouden de bevindingen worden gedeeld met klinisch personeel over de hele wereld, door publicatie van artikelen in medische tijdschriften. Het is mogelijk dat de inzichten die door het modelleringsproces zijn verkregen, kunnen informeren, veranderen en verbeteren hoe klinisch personeel ventilatoren gebruikt om patiënten met ARDS te ondersteunen.