A inteligência artificial foi treinada para usar software de simulação aeroespacial para projetar um dispositivo que pode, em última instância, melhorar a diálise para os pacientes.

A equipe do Imperial College London e seus colegas usaram técnicas de modelagem por computador - normalmente empregadas para simular como bolsas de ar instáveis ​​fluem sobre um avião - para modelar como correntes instáveis ​​no sangue fluem nas veias de pacientes em diálise.

O estudo, publicado no jornal Física dos Fluidos , foi realizado em conjunto com pesquisadores do Hospital Hammersmith, Hospital Northwick Park, e o Hospital St Mary.

Quando os rins param de funcionar adequadamente, a diálise pode ser usada para remover os resíduos e o excesso de fluido do sangue, desviando-o para uma máquina para ser limpo. Para conectar esta máquina ao paciente, uma junção especial deve ser formada entre uma artéria e uma veia no pulso ou braço do paciente. Essa junção é chamada de fístula arteriovenosa (FAV).

Contudo, devido a padrões de fluxo sanguíneo anormais e muito instáveis, aproximadamente 50 por cento das AVFs bloqueiam e falham poucos meses após sua criação porque as paredes das artérias inflamam, que é conhecido como hiperplasia intimal. Isso significa que os pacientes devem ser submetidos a outro procedimento e, em alguns casos, a procedimentos repetidos. Muitas vezes, os pacientes podem ficar sem regiões do braço onde a FAV pode ser realizada, impedindo-os de usar o procedimento de diálise que salva vidas.

A equipe usou técnicas de modelagem da indústria aeroespacial para treinar um computador, usando algoritmos de aprendizado de máquina. O aprendizado de máquina é um aplicativo de inteligência artificial (IA) que fornece aos sistemas a capacidade de aprender e melhorar automaticamente com a experiência, sem ser explicitamente programado.

O AI então foi em frente e otimizou a forma de uma AVF para que a instabilidade no fluxo sanguíneo pudesse ser suprimida. O protótipo que eles desenvolveram para manter o AVF na forma ideal, até agora, passou por testes preliminares em porcos, que tiveram sucesso.

A próxima etapa envolverá a realização de testes com porcos por vários meses de cada vez para testar a eficácia do dispositivo AVF. Mesmo que esses ensaios sejam um sucesso, demorará vários anos para realizar os ensaios clínicos com os pacientes.

Dr. Peter Vincent, co-autor do Departamento de Aeronáutica do Imperial College London, disse:"Usamos rotineiramente simulações de computador para estudar o fluxo de ar em aviões. Essas mesmas técnicas, agora pode ser usado para otimizar dispositivos médicos, incluindo AVF. "

Dr. Richard Corbett, co-autor do Hammersmith Hospital, acrescentou:"A hemodiálise é um tratamento de suporte de vida usado por milhões de pacientes em todo o mundo que têm insuficiência renal. Esses pacientes são dependentes de procedimentos de fístula arteriovenosa (FAV) para limpar o sangue. No entanto, disfunção e falha na FAV é um problema real para esses pacientes, levando a um grande número de internações hospitalares e operações extras.

"Esta tecnologia oferece uma grande promessa para esses pacientes. Ao melhorar os resultados da cirurgia de AVF, pode reduzir potencialmente a necessidade de operações repetidas, o que poderia levar a uma diálise de melhor qualidade. "

Em última análise, a equipe espera que seu protótipo de tecnologia AVF possa beneficiar outros procedimentos médicos para otimizar a forma das conexões dos vasos sanguíneos, como em enxertos cardíacos e transplantes renais.