Sojusz nauki i przemysłu posuwa naprzód ocenę czynności serca
Skuteczność technologii medycznych zależy od bliskiej współpracy badaczy i inżynierów, którzy przekuwają pomysły w produkty, z klinicystami, którzy wdrażają nowe systemy do praktyki. Taka współpraca nierzadko stanowi spore wyzwanie z uwagi na różnice związane ze środowiskiem pracy i językiem, którego każda z tych grup specjalistów używa do komunikowania się.
Nowe narzędzia dzięki współpracy nauki i przemysłu
Aby rozwiązać ten problem, badacze, klinicyści i inżynierowie z dziedziny obrazowania połączyli siły w ramach projektu CardioFunXion, by opracować narzędzia następnej generacji do analizy czynności serca. W skład konsorcjum weszli: firma Philips, duży producent urządzeń do obrazowania medycznego, Uniwersytet Pompeu Fabry, szpital kliniczny w Barcelonie w Hiszpanii, Centre Hospitalier et Universitaire de Caen oraz instytut INRIA z Francji. Dzięki wsparciu z programu „Maria Skłodowska-Curie” w ramach projektu przeprowadzono szkolenia dla badaczy na początkowym etapie kariery z sektora akademickiego i przemysłowego, proponując holistyczne spojrzenie na badania interdyscyplinarne. „Nasz pomysł polegał na stworzeniu zestawu narzędzi przetwarzających obrazy serca na informacje, tak by pomóc klinicystom w interpretowaniu czynności serca i usprawnić proces diagnostyczny”, tłumaczy koordynator projektu Bart Bijnens.
Badanie fizjologii serca w ramach CardioFunXion
Badacze wykorzystali wyniki wielu różnych projektów do badania podłużnego czynności serca oraz dokonali scalenia niejednorodnych pomiarów celem stworzenia prawdopodobnych wzorców fizjologicznych. Pracowali również nad stworzeniem otwartych baz danych referencyjnych oraz nad nowymi podejściami do klasyfikacji etiologii niewydolności serca opartej na dowodach naukowych. Badacze na początkowym etapie kariery zdobyli doświadczenie w pracy w różnych środowiskach, dzięki czemu mogli opracować nowe, wydajne algorytmy do interpretacji obrazów i danych służących do oceny czynności serca. Doskonałym przykładem efektów ich pracy jest narzędzie do modelowania fizjologii serca, które wykorzystuje obrazy ultrasonograficzne, a w którym precyzyjnie wyważono kompromis pomiędzy dokładnością a czasem obliczeniowym. Klinicyści mogą korzystać z tego narzędzia symulacyjnego w czasie rzeczywistym bez konieczności długiego oczekiwania na obliczenia, co zwykle spowalnia cały proces. Co ciekawe, scalając dane niejednorodne naukowcy wysunęli całkiem nową hipotezę, mówiącą o tym, że osoby dorosłe, których masa urodzeniowa była niska z powodu problemów matki z łożyskiem, wykazują znacznie większą podatność na niepożądane skutki palenia czy otyłości dla układu krążenia. Podłużne badania obserwacyjne z wykorzystaniem danych klinicznych otrzymanych w różnych punktach czasowych skłoniły naukowców do wysunięcia postulatu monitorowania zdrowia matki i płodu w momencie porodu, szczególnie w obszarach o niskich dochodach. „Generalnie rzecz biorąc, porównując dostępne informacje na temat czynności serca i jej zmiany w czasie, mogliśmy dokładniej przewidzieć niepożądane skutki oraz zaproponować odpowiednie interwencje, aby im zapobiegać”, podkreśla Bijnens.
Znaczenie projektu i przyszłe prognozy
Badacze z projektu CardioFunXion z powodzeniem opracowali nowe podejścia do analizy danych i zarządzania nimi w kontekście niewyjaśnionych dotąd zagadnień klinicznych. Wszystkie opracowane narzędzia i obserwacje kliniczne dotyczące kwestii kardiologicznych otworzyły nowe możliwości dla badaczy, klinicystów i przedstawicieli przemysłu do dalszych badań. W ramach projektu przeprowadzono również szkolenia dla szerszej grupy odbiorców z zakresu fizjologii człowieka. W zamyśle twórców projektu CardioFunXion www.bcnvph.org (wirtualna szkoła letnia fizjologii człowieka (VPH, Virtual Physiological Human)) miała być jednorazowym szkoleniem, tymczasem przerodziła się w coroczne wydarzenie organizowane przez www.vph-institute.org (Instytut VPH) – organizację ogólnowspólnotową łączącą badaczy z dziedziny fizjologii człowieka. W ramach projektu CardioFunXion oraz we współpracy z Wspólnym Centrum Badawczym ds. Studiów Zaawansowanych UE zorganizowano również wydarzenia dotyczące sztucznej inteligencji w opiece zdrowotnej. „Piękno projektu CardioFunXion polega na tym, że stworzył on możliwości do dalszego rozwoju dla wszystkich jego partnerów”, podsumowuje Bijnens. Badacze na początkowym etapie kariery rozwijają karierę naukową w przemyśle lub ośrodkach akademickich, podczas gdy partnerzy przemysłowi w dalszym ciągu ulepszają narzędzie symulacyjne i zwiększają zakres jego wykorzystania i zastosowanie. Partnerzy akademiccy kontynuują badania w tej dziedzinie, a klinicyści wykorzystują nową wiedzę do udoskonalania praktyki klinicznej.
Słowa kluczowe
CardioFunXion, czynność serca, fizjologia, choroba układu krążenia, narzędzie symulacyjne