Nowe oprogramowanie medyczne do śledzenia chorób serca u pojedynczych pacjentów coraz bliżej wdrożenia
Nowoczesne programy do modelowania i przewidywania rozwoju choroby u konkretnego pacjenta mają szansę stać się przyszłością medycyny, jednak ich wdrożenie w szpitalach jest dużym wyzwaniem. Z powodu braku badań w rzeczywistym środowisku klinicznym oraz złożoności oprogramowania dla pracowników służby zdrowia nowoczesnym technologiom trudno jest przebić się do świata rzeczywistego. Celem unijnego projektu CARDIOPROOF (Proof of Concept of Model-based Cardiovascular Prediction) było zmniejszenie przepaści między rozwojem nowych technologii modelowania komputerowego a ich wdrożeniem w szpitalach czy klinikach. „Nasz projekt pomógł zwiększyć zaufanie do predykcyjnych modeli komputerowych, jak również poziom ich akceptacji przez pracowników służby zdrowia” – mówi Edwin Morley-Fletcher, koordynator projektu CARDIOPROOF. Uczestnicy projektu skupili się na wadach zastawki aortalnej i zwężeniu cieśni aorty u dzieci – chorobach, których brak leczenia może doprowadzić do nieodwracalnej niewydolności serca. Badacze przetestowali programy komputerowe do wspomagania wczesnego diagnozowania tych chorób oraz przewidywania rozwoju i przebiegu choroby oraz wyników leczenia. Przeanalizowano cztery narzędzia: zaawansowane algorytmy do modelowania elektromechanicznego zachowania serca, algorytmy do modelowania przepływu krwi przez łuk aorty metodą SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), model oddziaływania płyn-struktura oraz algorytmy do modelowania zwężenia cieśni aorty przy różnych metodach leczenia. Ich poprawność sprawdzono w badaniach klinicznych przeprowadzonych w trzech europejskich centrach doskonałości w zakresie leczenia chorób serca: szpitalach Ospedale Pediatrico Bambin Gesù w Rzymie, Great Ormond Street Hospital for Children NHS Foundation Trust (GOSH) należącym do University College London oraz Deutsches Herzzentrum Hospital w Berlinie. Uczestnicy projektu CARDIOPROOF przeprowadzili randomizowany eksperyment celem oszacowania wpływu narzędzi do modelowania na podejmowanie decyzji przez lekarzy. W eksperymencie wzięło udział 172 podzielonych na dwie grupy kardiologów, którym przedstawiono trzy różne scenariusze decyzyjne. Pierwsza grupa miała za zadanie wybrać sposób leczenia na podstawie obecnie dostępnych danych, zaś druga – na podstawie tych samych danych uzupełnionych o dane z modelowania. „Ten eksperyment dowiódł korzyści wynikających z wykorzystania modelowania komputerowego do wspomagania procesu podejmowania decyzji klinicznych. Dostarczając bardziej szczegółowych informacji na temat najlepszych metod leczenia oraz właściwego czasu ich zastosowania, zachęcamy innych do dalszych badań w tym zakresie” – twierdzi Morley-Fletcher. Dodatkowo projekt CARDIOPROOF dowiódł korzystnego wpływu modeli komputerowych na działanie wirtualnych narzędzi do zakładania stentów wykorzystywanych do wybierania optymalnych metod leczenia. Wykazano również zalety narzędzia do komputerowego mapowania ciśnienia krwi pozwalającego uniknąć stosowania inwazyjnych cewników do pomiaru ciśnienia. W ramach projektu starano się też poprawić stopień przyjazności narzędzi obliczeniowych dla użytkownika i zmniejszyć wymagania dotyczące osprzętu. Opracowane narzędzie internetowe dostępne w zwykłej przeglądarce bez żadnej instalacji znacznie ułatwia korzystanie z modeli w warunkach klinicznych. Od momentu zakończenia projektu w grudniu 2016 roku do chwili obecnej udało się zintegrować część przetestowanych narzędzi z dostępnymi na rynku programami. W międzyczasie zgromadzone w ramach projektu CARDIOPROOF zbiory danych oraz platforma do zarządzania danymi zostaną wykorzystane w nowym projekcie unijnym o nazwie MYHEALTHMYDATA. Celem tego projektu jest stworzenie komputerowej architektury umożliwiającej bezpieczne przechowywanie, zarządzanie i wymianę danych pacjentów.
Słowa kluczowe
CARDIOPROOF, choroba serca, badania kliniczne, modelowanie matematyczne, leczenie, pediatria