Sviluppo di un modello in silico di pazienti affetti da insufficienza respiratoria per la formazione del personale sanitario e come supporto diagnostico/terapeutico (insiliCOVID-19)

L’oggetto della ricerca è l’implementazione con nuove funzioni di un modello matematico in grado di simulare realisticamente alcune componenti della funzione polmonare in corso di insufficienza respiratoria acuta (inclusa quella da COVID-19), anche durante supporto respiratorio extracorporeo. La base di partenza del progetto è costituita dal software di simulazione giù elaborato e validato da questo gruppo e attualmente disponibile online a scopo formativo e di ricerca. Nella prima fase del progetto è prevista l’elaborazione di un’integrazione del suddetto modello di simulazione, con l’aggiunta di funzionalità in grado di stimare con precisione e accuratezza le pressioni parziali di O2 e CO2 ed i valori di pH dei vari distretti corporei al modificarsi di variabili indipendenti legate al paziente e alle misure di supporto vitale. Lo sviluppo e la successiva validazione del nuovo modello verranno effettuati attraverso l’utilizzo di banche dati già a noi disponibili e attraverso due nuove ampie banche dati di pazienti critici con COVID-19 di cui siamo i referenti. Sarà inoltre necessario effettuare studi in vitro su sangue per ottenere dati reali inerenti primariamente alle variazioni della curva di dissociazione nell’emoglobina e della strong ion difference al variare della pressione parziale di CO2. Conclusa la fase di elaborazione, il modello matematico sarà reso disponibile in una piattaforma online gratuita sul portale dell’Università degli Studi di Milano, dove potrà essere di facile e immediata fruibilità sia all’interno di corsi di formazione che per lo studio individuale. Ulteriore obiettivo dopo la validazione del nuovo modello matematico sarà l’elaborazione di un software ad utilizzo clinico diagnostico/terapeutico, con la possibilità di stimare nel singolo paziente i parametri avanzati di funzione polmonare a partire da parametri terapeutici come la frazione inspiratoria di O2 o il volume corrente.