Inteligentne narzędzia wspomagające podejmowanie decyzji na oddziałach intensywnej terapii
Podczas pierwszych fal pandemii COVID-19 personel oddziałów intensywnej terapii musiał stawić czoła nowej, wysoce zaraźliwej chorobie, przeciwko której nie było szczepionki. W najbardziej dotkniętych krajach ponad 10 % zakażonych pacjentów wymagało intensywnej terapii, co w ogromnym stopniu przyczyniło się do ograniczenia dostępności zasobów i narażenia pracowników medycznych na ryzyko. „Tutaj, we Frankfurcie, mój zespół i ja mieliśmy pod opieką jednocześnie ponad 700 pacjentów cierpiących na ciężką postać COVID-19 przebywających na oddziale intensywnej terapii”, mówi Kai Zacharowski z Uniwersytetu Johanna Wolfganga Goethego we Frankfurcie nad Menem, koordynator projektu ENVISION. „Mimo że wiedzieliśmy, jak stosować wentylację wspomaganą i wykorzystywać inne dostępne metody w ramach intensywnej terapii, brakowało nam właściwych, sprawdzonych opcji leczenia tej złożonej choroby. Z tego powodu niezwykle trudno było nam podejmować decyzje, które by zawsze działały w najlepszym interesie pacjentów”.
Podejmowanie skutecznych decyzji dotyczących leczenia
Chcąc wesprzeć personel zajmujący się pacjentami wymagającymi intensywnej terapii w podejmowaniu trudnych decyzji, zespół projektu ENVISION, rozpoczętego w grudniu 2020 roku, postanowił opracować specjalne narzędzie działające w oparciu o dane. W tym celu uczeni zebrali dane z różnych źródeł, w tym z respiratorów i urządzeń do obrazowania medycznego, a następnie przeanalizowali je przy użyciu algorytmów sztucznej inteligencji. W badaniu wzięło udział łącznie 13 szpitali z całej Europy. „Do zespołu zgodziła się dołączyć mała firma typu start-up”, dodaje Zacharowski. „Gromadzenie wszystkich danych dotyczących fizjologii, metod leczenia i podawanych leków było możliwe dzięki opracowaniu oprogramowania, które następnie zostało wdrożone na oddziałach intensywnej terapii”. Ponadto zespół rozwinął istniejącą aplikację cyfrową o nazwie Sandman. MD i tak powstała wersja Sandman.IC. Została ona zaprojektowana jako inteligentny system wspomagania decyzji dla personelu, pomagający w monitorowaniu, przewidywaniu wyników i leczeniu pacjentów z COVID-19 na oddziałach intensywnej terapii. Pomysł stojący za tym narzędziem polegał na tym, by stworzyć rozwiązanie posiadające funkcję dostarczania w szybki sposób informacji na temat możliwych nowych opcji leczenia, które w przeciwnym razie mogłyby zostać pominięte przez obciążony obowiązkami personel medyczny. Zespół projektu miał również nadzieję, że zebrane informacje poszerzą dotychczasową wiedzę na temat nieznanego jeszcze przebiegu tej choroby i wesprą inne działania w obszarze medycyny, które otworzą drzwi do nowych terapii.
Gromadzenie i integracja danych medycznych
Kluczowym osiągnięciem projektu była możliwość gromadzenia i integrowania danych medycznych z całej Europy, przy jednoczesnym zapewnieniu zgodności z surowymi przepisami o ochronie danych. „Osiągnęliśmy to, pozostawiając dane szpitalne w szpitalach”, wyjaśnia Zacharowski. „Dane były analizowane na miejscu w szpitalach, a przekazywane dalej wyniki tych analiz były anonimizowane”. Sukcesem zakończyło się również wdrożenie aplikacji w środowisku klinicznym. Oprogramowanie Sandman.IC zostało zintegrowane z opartym na sztucznej inteligencji pakietem do analizy danych wyposażonym w narzędzia modelowania predykcyjnego, a także wzbogacone o funkcję inteligentnych alertów, która ułatwia korzystanie z niego. Narzędzie pomyślnie przeszło walidację i jest gotowe do wprowadzenia na rynek.
Zwalczanie ognisk chorób zakaźnych w przyszłości
Potencjalny wpływ projektu ENVISION wykracza jednak poza uzyskane bezpośrednio wyniki. Wiedza zdobyta dzięki analizie danych pacjentów z COVID-19 oraz narzędzie oparte na sztucznej inteligencji, które wspiera podejmowanie decyzji klinicznych, mogą zostać dostosowane i wykorzystane na wypadek przyszłych epidemii chorób zakaźnych lub innych scenariuszy wymagających zaangażowania oddziałów intensywnej opieki medycznej. Podejście to nie tylko poprawi jakość opieki nad pacjentami w czasie kryzysów zdrowotnych, ale także pomoże w zapewnieniu możliwie jak najwyższego poziomu wydajności w codziennym prowadzeniu oddziałów intensywnej terapii. Kluczową lekcją wyciągniętą z pandemii COVID-19 było zrozumienie, jak ogromne znaczenie ma gotowość. „Dużym osiągnięciem było połączenie wysiłków krajów europejskich z myślą o poszerzeniu naszej wspólnej wiedzy na ten temat”, podkreśla Zacharowski. „W przyszłości będziemy bliżej przyglądać się temu, jak odbieramy i analizujemy dane za pomocą sztucznej inteligencji”.
Słowa kluczowe
ENVISION, sztuczna inteligencja, SI, COVID-19, choroba, medyczny, oddział intensywnej terapii, zakaźny, szczepionka