INFORMATIKAI TECHNOLÓGIÁK AZ INTENZÍV ÁPOLÁSBAN Benyó Balázs Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Átírás

1 NFORMATKA TECHNOLÓÁK AZ NTENZÍV ÁPOLÁSBAN Beyó Balázs Budapesi Műszaki és azdaságudomáyi Egyeem

2 Taralom Bevezeő Kihívások az egészségügybe ezív ápolás: szoros vércukor szabályozás problémája Szoros vércukor szabályozás prookoll megvalósíása Módszerek Modellezés Döésámogaó redszer -silico szimuláció Összefoglalás, kiekiés

3 EÉSZSÉÜY KHÍVÁSA

4 Egészségügy jövője Nyugai ársadalmak: Öregedő ársadalom, elolódó korfa

5

6 Egészségügy jövője Nyugai ársadalmak: Öregedő ársadalom, elolódó korfa Egészségipar: Új és drága diagoszikai és erápiás eszközök Növekvő emberi muka igéy: orvosi, ápolói feladaok

7 A válozások kölségveési haása

8 Egészségügy jövője Nyugai ársadalmak: Öregedő ársadalom, elolódó korfa Egészségipar: Új és drága diagoszikai és erápiás eszközök Növekvő emberi muka igéy: orvosi, ápolói feladaok Megoldás: Draszikus haékoyság övekedés Méröki módszerek alkalmazása az orvosi gyakorlaba Modell alapú megközelíés az orvosi diagoszikai és ápolási feladaok megoldására

9 Méröki módszerek alkalmazása e L ex K L c b V u x V u V PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1.. max 2 2. e L ex K L c b V u x V u V PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1.. max 2 2.

10 NTENZÍV ÁPOLÁS

11 ezív ápolás Az iezív ápolás az egészségügyi elláás egyik leg kölségigéyesebb erülee Az egészségügyi elláásra fordío kölségek 7-15% A eljes DP ~1% Ápolási célok: Kerigés fearása Lélegezeés Táplálás

12 SZOROS VÉRCUKOR SZABÁLYOZÁS

13 Probléma Szoros vércukor szabályozás A vércukorszi ormoglikémiás aromáyba arása izuli adagolással és a áplálás szabályozásával Vércukor mérés zuli és ápayag Szoros vércukor szabályozással a moraliás 25-40%-al csökkeheő.

14 Probléma Probléma: a szoros vércukor szabályozás megvalósíása ehéz Összee fiziológiai redszer Egymásól léyegese külöböző, gyorsa válozó állapoú beegek Hipoglikémia hiperglikémia Kórosasa alacsoy, ill. magas vércukorszi Normoglikémiás aromáy: 4,4 6 8 mmol/l Külöböző mérékbe és időávo, de midkeő egaív kövekezméyekkel jár

15 A hipoglikémia kövekezméyei: célszerv-károsodások Szív érieség 1 Ér-öréések 1 Csökke percérfoga, eljesíméy, myocardium korakiliás Sroke, myocardium ifarcus, aku szívbeegség, kamrai arrhyhmia KR-öréések 2 Rohamok, görcsök, kóma Halál 1,2 1. Desouza CV, e al. Diabees Care 2010;336: Boyle e al. Souh Med J 2007;1002:

16 STAR PROTOKOLL

17 A ővér beállíja a javasol érékeke a pumpáko Beeg kezelése Mér beeg paraméerek Nurse-i-he-loop ípusú redszer. ezív erápiába álaláosa haszál eszközökkel és álaláos célú számíásechikai eszközzel megvalósíhaó. Döésámogaó redszer e L ex K L c b V u x V u V PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1.. max 2 2. Közveleül em mérheő beegparaméerek meghaározása a döésámogaáshoz zuli szeziiviás S A STAR prookoll alkalmazása

18 STAR prookoll STAR: Sochasic Targeed Corol Előyök: Beegeké állíhaó célaromáy Kockázaok közvele kezelése Számíógépes alkalmazás ablere Egyszerű, felhaszálóbará kezelői felüle

19 Köveelméyek Kliikai érékelés szempojai Opimális szabályozás Alkalmazhaóság Orvosok elvárásai a szabályozással kapcsolaba: Szigorú koroll A vércukorszi sabil aromáyba arása Legfoosabb a bizoság Hypoglycaemia rövidebb idő ala okoz éleveszélyes állapoo, mi a hyperglycaemia Magas ápayagbeviel Alacsoy ápayagbeviel hosszabb iezív ápolási idő eredméyez Elvárások: Egyszerű működési logika Orvosilag elfogadhaó kezelési ajálások, javaslaok yújása Kliikai feléelek közö lehesse alkalmazi, köveelméyekhez adapáli Felhaszálóbará fukcioaliás és megjeleés Mérés szám csökkeése Ápolás egyszerűsíésével idő és péz uduk megakaríai

20 MÓDSZEREK

21 Módszerek Fiziológiai folyama komparme modell p. S.. 1 P EP V MAX CNS Modellezés, modell alkoás Komparme modell a vércukor házarás leírására Döésámogaó módszer és redszer Beeg jövőbei állapoáak becslése, izuli érzékeység becslése Brai u ex e 1 V k k k u ex suli suli losses Plasma liver, kideys suli B -silico szimulációs köryeze Számíógépes köryeze kezelési prookollok miősíésére valós beegadaokra ámaszkodva lucose Blood lucose suli sesiiviy Effecive isuli Pacreas Liver Oher cells

22 MODELLEZÉS

23 Modell alapú megközelíés A fiziológiai redszer működéséek leírása

24 Modell alapú megközelíés A fiziológiai redszer leíró maemaikai modell kidolgozása e L ex K L c b V u x V u V PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1.. max 2 2.

25 Modell alapú megközelíés e L ex K L c b V u x V u V PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1.. max 2 2. A modell alapjá szimuláció, ideifikáció sb. felhaszálásával ervezzük meg és implemeáljuk a erápiás módszer. e L ex K L c b V u x V u V PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1.. max 2 2.

26 Vércukor szie befolyásoló fiziológiai folyamaok modellezése

27 CN: esive Corol suli-nuriio-lucose

28 DÖNTÉSTÁMOATÓ RENDSZER

29 zuli szeziiviás, S haszálaa / mu/l B mmol/l B measuremes - simulaed Model B - simulaed Targe bad - simulaed - simulaed S [L/mU.mi] 3 x suli sesiiviy Time Hours suli Sesiiviy N FOUR HOURS x 10-3 suli U/hr 0.2 suli EN Dexrose 0.1 EN PN Dexrose PN suli Dexrose Time hours Dex g/hr suli Sesiiviy NOW x 10-3

30 Time Prookoll működése 5 h, 25 h, 50 h media, 75 h, 95 h perceile bouds for S variaio based o curre value suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h 5 h ow +1-3hr 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h Valószíűségi modell az S becslésére Sochasic model shows he bouds 5 h 95 h perceile for isuli sesiiviy variaio over ex 1-3 hours from he iiially ideified level Paie respose forecas ca be recalculaed for For a give feed+isuli differe reames ieveio a oupu B disribuio ca be forecas usig he model B [mg/dl] suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h S haárérékek + ismer izuli beviel ow +1-3hr Jósol VC érékek: A beeg várhaó reakciója! 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h + Redszer modell =... eraive 5 h process arges his B forecas o he rage we wa: = opimal reame foud! Sochasic model shows he bouds 5 h 95 h perceile for isuli sesiiviy variaio over ex 1-3 hours from he iiially ideified level For a give feed+isuli ieveio a oupu B disribuio ca be forecas usig he model

31 Time Prookoll működése 5 h, 25 h, 50 h media, 75 h, 95 h perceile bouds for S variaio based o curre value suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h 5 h ow +1-3hr 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h Szochaszikus modell az S becslésére Sochasic model shows he bouds 5 h 95 h perceile for isuli sesiiviy variaio over ex 1-3 hours from he iiially ideified level A jósol beeg válasz ki udjuk számoli For a külöböző give feed+isuli kezelési opciókhoz ieveio a oupu B disribuio ca be forecas usig he model B [mg/dl] suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h S haárérékek + ismer izuli beviel ow +1-3hr Jósol VC érékek: A beeg várhaó reakciója! Lépésekéi közelíéssel beállíjuk a 5VC h szie a célaromáyba : 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h + Redszer modell =... = megaláluk az opimális kezelés! Sochasic model shows he bouds 5 h 95 h perceile for isuli sesiiviy variaio over ex 1-3 hours from he iiially ideified level For a give feed+isuli ieveio a oupu B disribuio ca be forecas usig he model

32 N-SLCO SZMULÁCÓ

33 Viruális beegek 1... V CNS EP P S p MAX k k B u k ex e V u ex 1

34 -silico szimuláció 1... V CNS EP P S p MAX k k B u k ex e V u ex 1

35 KLNKA EREDMÉNYEK

36 HATÉKONY?

37 Eredméyek Workload STAR Chch STAR yula # VC mérések száma ápolási óra/beegszám: / /47 Álagos mérési gyakoriság óra: 1,85 2,05 Corol performace VC media [R] mmol/l: 6,8 [6,0 7,9] 6,8 [5,8 7,8] VC célaromáyba ölö idő 4,4-8mmol/L 82,6% 85,7% VC > 10 mmol/l aromáyba ölö idő 4,4% 3.0% Safey VC < 4.0 mmol/l aromáyba ölö idő 0,6% 0,9% VC < 2.2 mmol/l aromáyba ölö idő 0,004% 0% Beeg < 2.2 mmol/l ala yers ada alapjá 4 1,5% 2 4,3% Cliical ierveios Media isuli [R] U/óra: 2,7 [1,9 3,5] 3,2 [2,4 4,6] Media széhidrá [R] g/óra: 5,1 [4,0 6,2] 7,4 [6,2 8,9] Media áplálás aráy a célhez képes [R] % 86 [64-97] 80 [74-88]

38 BZTONSÁOS?

39 Eredméyek Workload STAR Chch STAR yula # VC mérések száma ápolási óra/beegszám: / /47 Álagos mérési gyakoriság óra: 1,85 2,05 Corol performace VC media [R] mmol/l: 6,8 [6,0 7,9] 6,8 [5,8 7,8] VC célaromáyba ölö idő 4,4-8mmol/L 82,6% 85,7% VC > 10 mmol/l aromáyba ölö idő 4,4% 3.0% Safey VC < 4.0 mmol/l aromáyba ölö idő 0,6% 0,9% VC < 2.2 mmol/l aromáyba ölö idő 0,004% 0% Beeg < 2.2 mmol/l ala yers ada alapjá 4 1,5% 2 4,3% Cliical ierveios Media isuli [R] U/óra: 2,7 [1,9 3,5] 3,2 [2,4 4,6] Media széhidrá [R] g/óra: 5,1 [4,0 6,2] 7,4 [6,2 8,9] Media áplálás aráy a célhez képes [R] % 86 [64-97] 80 [74-88]

40 ÁPOLÁS ÉNY ELEMZÉSE

41 Eredméyek Workload STAR Chch STAR yula # VC mérések száma ápolási óra/beegszám: / /47 Álagos mérési gyakoriság óra: 1,85 2,05 Corol performace VC media [R] mmol/l: 6,8 [6,0 7,9] 6,8 [5,8 7,8] VC célaromáyba ölö idő *4,4-8mmol/L 82,6% 85,7% VC > 10 mmol/l aromáyba ölö idő 4,4% 3.0% Safey VC < 4.0 mmol/l aromáyba ölö idő 0,6% 0,9% VC < 2.2 mmol/l aromáyba ölö idő 0,004% 0% Beeg < 2.2 mmol/l ala yers ada alapjá 4 1,5% 2 4,3% Cliical ierveios Media isuli [R] U/óra: 2,7 [1,9 3,5] 3,2 [2,4 4,6] Media széhidrá [R] g/óra: 5,1 [4,0 6,2] 7,4 [6,2 8,9] Media áplálás aráy célhez képes [R] % 86 [64-97] 80 [74-88]

42 MEFELELŐ A BEVTT TÁPANYA MENNYSÉE?

43 Eredméyek Workload STAR Chch STAR yula # VC mérések száma ápolási óra/beegszám: / /47 Álagos mérési gyakoriság óra: 1,85 2,05 Corol performace VC media [R] mmol/l: 6,8 [6,0 7,9] 6,8 [5,8 7,8] VC célaromáyba ölö idő *4,4-8mmol/L 82,6% 85,7% VC > 10 mmol/l aromáyba ölö idő 4,4% 3.0% Safey VC < 4.0 mmol/l aromáyba ölö idő 0,6% 0,9% VC < 2.2 mmol/l aromáyba ölö idő 0,004% 0% Beeg < 2.2 mmol/l ala yers ada alapjá 4 1,5% 2 4,3% Cliical ierveios Media isuli [R] U/óra: 2,7 [1,9 3,5] 3,2 [2,4 4,6] Media széhidrá [R] g/óra: 5,1 [4,0 6,2] 7,4 [6,2 8,9] Media áplálás aráy célhez képes [R] % 86 [64-97] 80 [74-88]

44 ÖSSZEFOLALÁS, KTEKNTÉS

45 Összefoglalás Méröki, iformaikai módszerek orvosi feladaok megoldására Éleai folyamaok modellezése Jellemző feladaok Modellezés Döésámogaás -silico szimuláció Eredméy: Személyre szabhaó ápolási módszerek Alkalmazási erüleek ezív erápia: áplálási, meserséges lélegezeés, kardiovaszkuláris elláás Képrekosrukciós módszerek: 4D képrekosrukció

46 CURE Sof alkalmazása

47 CURE Sof alkalmazás közbe 1 2

48 KÖSZÖNÖM A FYELMET! Beyó Balázs bbeyo@ii.bme.hu Kuaási projekek: OTKA K116574: Szochaszikus modellek kidolgozása iezív erápiába alkalmazhaó új geerációs modell alapú szoros vércukor szabályozási módszerhez: új modellekől és módszerekől a kliikai validációig NKF-6 FP7-PEOPLE-2012-RSES: etime Egieerig Techology-based ovaio i Medicie, Projec umber VKSZ_ : SCOPA Edoszkópos diagosziká alapuló, szofverrel ámogao eszközök fejleszése; pályáza száma: