Nuevo algoritmo de aprendizaje automático podría ayudar a los médicos a optimizar el tratamiento pulmonar con ventilador para COVID-19

Los científicos e ingenieros interdisciplinarios del Laboratorio Nacional de Los Alamos (Los Alamos, NM, Estados Unidos) están trabajando para aprender cómo la ventilación percusiva intra pulmonar (VPI) ayuda a eliminar la mucosidad del bloqueo de las vías respiratorias del pulmón humano, una reacción común al virus SARS-CoV. -2 causante de COVID-19.

Los investigadores, utilizando algunas de las mismas técnicas experimentales y de modelado de la misión de armas nucleares del laboratorio, están trabajando para descubrir los principios científicos y de ingeniería subyacentes detrás de este proceso y han desarrollado un algoritmo preliminar de aprendizaje automático que algún día podría ayudar a los médicos pulmonares a tratar el COVID-19. pacientes con VPI.

La VPI se usa junto con la ventilación tradicional para administrar pulsos rápidos de aerosol, depositando medicamentos y potencialmente abriendo las vías respiratorias obstruidas en el pulmón. Los investigadores están fusionando enfoques numéricos y experimentales para desarrollar un modelo predictivo del comportamiento pulmonar en estas condiciones.

El pulmón es un sistema muy complejo, por lo que el Laboratorio está utilizando medidas acústicas, modelos de dinámica de fluidos computacionales, modelos de interacción de fluido estructural y técnicas ópticas para modelar el proceso respiratorio y observar el flujo de aerosoles y la ruptura del moco.

«Las personas que han contraído el virus SARS-Cov2 pueden desarrollar dificultad respiratoria en la que sus pulmones se llenan de moco como respuesta a la infección viral. A medida que los pulmones se llenan de moco, la persona puede finalmente requerir ventilación mecánica», dijo John Bernardin, director investigador del proyecto en el grupo de Ingeniería Mecánica y Térmica del Laboratorio:

Este proyecto está investigando cómo las pulsaciones de VPI de aerosoles finos pueden ayudar a eliminar la mucosidad de los pulmones del paciente, ayudarlo a respirar mientras está conectado a un ventilador y, en última instancia, ayudarlo a recuperarse de la enfermedad.