Adam Ferguson, Brain and Spinal Injury Center (BASIC), University of California San Francisco, San Francisco, USA

Überprüfung eines Big Data Ansatzes - hämodynamische Werte bei Rückenmarksverletzung als Vorhersageparameter

Gefördert in: 2016, 2017, 2018


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Problem: Eine große Menge präklinischer Daten, die bisher ohne klinisch therapeutische Konsequenz bleibt

Angriffspunkt: Ein neues Analyseverfahren von großen Datensätzen zeigte einen hohen prädiktiven Zusammenhang von Outcome und Blutdruck in der akuten Verletzungsphase

Zielsetzung: Überprüfung des Zusammenhangs mit neuen Daten und Testung der Grenzen dieses systematischen Ansatze

 

Eine Rückenmarksverletzung ist sehr komplex. Die Komplexität rührt daher, dass bei einer Rückenmarksverletzung viele Organsysteme in ihrer Funktion betroffen sind wie das Nervensystem, das Herz-Kreislaufsystem, das Immunsystem und der ganze Bewegungsapparat. Unter streng kontrollierten Laborbedingungen haben Forscher viele spezifische biologische Aspekte der Rückenmarksverletzung erforscht und damit eine große Zahl von möglichen therapeutischen Angriffspunkten für die klinische Anwendung entdeckt. Es wurde jedoch bisher keine dieser Therapien in die klinische Anwendung gebracht.

Somit stellt das Forschungsfeld „Rückenmarksverletzung“ ein big-data Problem dar: es gibt eine enorme Menge an grundlagenwissenschaftlichen Erkenntnissen über Rückenmarksverletzung, aber es ist unklar, wie man alle diese wissenschaftlichen Erkenntnisse integrativ verarbeiten kann, um sie in die therapeutische Anwendung zu bringen.

In vorausgegangen Arbeiten hat das Projektteam einen neuen analytischen Ansatz für die Datenintegration verwendet, indem man große gepoolte Datenbestände aus präklinischen Studien (VISION-SCI repository) mit Verfahren des maschinellen Lernens untersuchte. Diese Analysen enthüllten die unerwartete Erkenntnis, dass der Blutdruck in der akuten Phase der Rückenmarksverletzung mit größere Präzision die langfristige Erholungsprognose vorhersagen konnte als andere biologische Faktoren. In dem vorliegenden Projekt werden nun diese Erkenntnisse mit neu generierten Tierdaten kreuzvalidiert und auf ihre Anwendbarkeit auf klinische, unkenntlich gemachte (anonymisierte) Krankendaten getestet.

Die Annahme ist, dass hoher oder niedriger Blutdruck in der akuten Verletzungsphase die langfristige Erholung sowohl im Tiermodell wie beim Menschen mit hoher Genauigkeit voraussagt.

Da zur Blutdruckeinstellung zahlreiche Medikamente zur Verfügung stehen, könnte eine sehr genaue Blutdruckeinstellung ein äußerst effektiver Angriffspunkt für die Therapie bei Rückenmarksverletzung sein. Mit diesem Projekt werden sich außerdem die Limitierungen dieses Effekts definieren lassen, und die Ergebnisse können dazu dienen klinische Richtlinien für die Akutversorgung von rückenmarksverletzten Patienten zu erstellen um die langfristige Prognose zu optimieren.