Spersonalizowane technologie symulacji do optymalizacji leczenia na oddziale intensywnej terapii (PSTOTICU)

W Wielkiej Brytanii każdego roku na OIOM trafia około 142 000 osób. Duża część, 10-20% tych pacjentów cierpi na zagrażającą życiu chorobę układu oddechowego zwaną zespołem ostrej niewydolności oddechowej (ARDS). Tacy pacjenci potrzebują specjalistycznej pomocy w oddychaniu z urządzenia zwanego respiratorem. Tylko siedmiu na dziesięciu pacjentów przeżyje tę chorobę, a nawet przeżycie może przynieść ciągłe problemy, czasem przez długi czas po opuszczeniu szpitala.

Dokładne modele matematyczne i komputerowe ARDS umożliwiłyby badanie choroby poza OIOM-em iw wirtualnym środowisku komputera. Można symulować różne terapie na tym samym „wirtualnym” pacjencie lub to samo leczenie na wielu różnych pacjentach o różnym stopniu zaawansowania choroby.

Rozwój tych modeli oprogramowania wymaga zebrania biblioteki danych opisujących reakcje pacjentów na zmiany w ich leczeniu. Przykładem może być opisanie, w jaki sposób ciśnienie krwi pacjenta reaguje na zmianę ustawień jego respiratora. Zmiany w wentylacji pacjenta byłyby dokonywane w ramach normalnej opieki świadczonej przez opiekujących się nim lekarzy i pielęgniarki.

Opisy matematyczne były tworzone już wcześniej z prostszych zestawów danych, które były zasadniczo pojedynczymi migawkami stanu i leczenia pacjenta. Badacze mają na celu uchwycenie sekwencji migawek w ciągu kilku godzin, co pozwoli im zbudować dokładniejsze modele.

Guy's and St Thomas' NHS Foundation Trust (GSTFT) jest klinicznym partnerem projektu. Pacjenci byliby tam identyfikowani przez badaczy klinicznych, którzy następnie zbieraliby dane opisujące ich leczenie. Dane te byłyby anonimizowane przed dodaniem do biblioteki danych w celu udostępnienia ich badaczom akademickim.

Akademiccy członkowie zespołu z University of Warwick i University of Nottingham posiadają wiedzę inżynierską i matematyczną potrzebną do opracowania złożonych modeli oprogramowania. Zapewniają również możliwości wysokowydajnego klastra obliczeniowego niezbędnego do trudnego procesu dopasowywania modeli do danych.

Po zbudowaniu modeli oprogramowania i wykorzystaniu ich do zbadania, w jaki sposób można ulepszyć leczenie, odkrycia zostaną udostępnione personelowi klinicznemu na całym świecie poprzez publikację artykułów w czasopismach medycznych. Możliwe, że spostrzeżenia uzyskane w procesie modelowania mogą informować, zmieniać i ulepszać sposób, w jaki personel kliniczny używa respiratorów do wspierania pacjentów z ARDS.