Τεχνολογίες Ανάπτυξης Ολοκληρωμένων Ογκοπροσομοιωτών

Abstract

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη και η περιγραφή τεχνολογιών δημιουργίας ολοκληρωμένων Ογκοπροσομοιωτών, δηλαδή ψηφιακών διδύμων (digital twins) στην ογκολογία. Η ανάγκη για μια τέτοια διαδικασία προκύπτει από το γεγονός ότι ένα μοντέλο προσομοίωσης κατά βάση παραμένει ένα κομμάτι λογισμικού, του οποίου η είσοδος και η έξοδος στις αρχικές μορφές του δίνουν μεν την απαραίτητη κλινική πληροφορία προς εξαγωγή συμπερασμάτων, πλην όμως οι μορφές αυτές δεν είναι άμεσα ή εύκολα αναγνώσιμες και κατανοήσιμες είτε από τον ερευνητή, είτε από τον κλινικό ιατρό. Ως πρόταση για την επίλυση αυτού του σημαντικού ζητήματος που έχει ως απώτερο σκοπό την εφαρμογή επί του κλινικού πεδίου της έννοιας της προσωποποιημένης in silico ιατρικής, προτείνεται μια υπολογιστική υποδομή, της οποίας η βασική λειτουργικότητα επικεντρώνεται στην αποθήκευση των χαρακτηριστικών ενός προσομοιωτικού μοντέλου, συμπεριλαμβανομένων και των σχετικών εκτελέσιμων και συνοδευτικών αρχείων αυτού. Αρχικά παρέχεται μια εισαγωγή στις βασικές αρχές ανάπτυξης και λειτουργικότητας μιας τέτοιας υποδομής, ενώ παρουσιάζονται προτεινόμενες επεκτάσεις για το χειρισμό σημασιολογικών δεδομένων, καθώς και κλινικών ερωτήσεων. Παράλληλα, μέσα από τα αποτελέσματα επιτυχημένων Ευρωπαϊκών ερευνητικών προγραμμάτων παρουσιάζονται σενάρια χρήσης προσομοιωτικών μοντέλων στα οποία μπορεί να συνεισφέρει η εν λόγω υποδομή, ώστε να προωθηθεί η μετάβασή τους στην καθημερινή κλινική πράξη, όπως για παράδειγμα η χρήση των Ογκοπροσομοιωτών σε Συστήματα Υποστήριξης Κλινικών Αποφάσεων. Στη συνέχεια δίνεται μια πρωτότυπη υλοποίηση της προαναφερθείσας υποδομής. Περιλαμβάνει την περιγραφή των τεχνολογιών και τεχνικών σχεδίασης που χρησιμοποιούνται, τα επιμέρους μέρη στα οποία αυτή διαχωρίζεται και στα σενάρια χρήσης της. Κατόπιν παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της χρήσης της υλοποιημένης εφαρμογής μέσα από αυτά τα σενάρια. Τέλος γίνεται μια σύντομη σύνοψη που περιλαμβάνει και μελλοντικές επεκτάσεις.