Від спостереження до розуміння закономірностей життя

Науковий напрям Наукової школи судинної медицини та нейрореабілітації

Сучасна медицина накопичила величезний обсяг знань про анатомію, фізіологію та патологію людини.

Проте навіть сьогодні лікар часто стикається з питаннями, на які неможливо відповісти лише клінічним досвідом:

• Чому однакові захворювання мають різний перебіг?
• Чому один пацієнт швидко відновлюється, а інший ні?
• Чому лікування ефективне для одних і малоефективне для інших?
• Які приховані закономірності визначають розвиток патологічного процесу?

Відповіді на ці питання лежать на межі медицини, фізики, математики та теорії складних систем.

Саме тому одним із фундаментальних напрямів Наукової школи стало математичне моделювання живого організму.

ВІД БІОЛОГІЇ ДО МАТЕМАТИКИ

Живий організм є надзвичайно складною саморегульованою системою.

Його функціонування визначається взаємодією:

• судинної системи;
• нервової системи;
• ендокринної системи;
• метаболічних процесів;
• механізмів адаптації;
• зовнішнього середовища.

Кожен із цих компонентів постійно змінюється.

Саме тому для розуміння закономірностей функціонування організму необхідні інструменти системного аналізу.

Таким інструментом стала математика.

ПРОФЕСОР ВІКТОР ВОЛОДИМИРОВИЧ НОВИЦЬКИЙ

Біофізичний фундамент Наукової школи

Важливу роль у формуванні цього напряму відіграв професор Віктор Володимирович Новицький — доктор фізико-математичних наук, дослідник складних біологічних систем та співавтор концептуальних основ математичного моделювання функціонування живого організму.

Саме співпраця професора В.В. Новицького та академіка АТН України Уляни Богданівни Лущик створила унікальну платформу, де клінічна медицина поєдналася з математичним аналізом.

У результаті виникла нова методологія дослідження хвороби не лише як клінічного явища, а як складного системного процесу.

ОРГАНІЗМ ЯК СИСТЕМА

У межах Наукової школи організм розглядається як багаторівнева система.

Рівень 1

Молекула

Рівень 2

Клітина

Рівень 3

Тканина

Рівень 4

Орган

Рівень 5

Система органів

Рівень 6

Організм

Рівень 7

Середовище

На кожному рівні діють власні закономірності.

Математичне моделювання дозволяє зрозуміти взаємозв’язки між ними.

МАТЕМАТИКА СУДИННОЇ СИСТЕМИ

Одним із перших об’єктів дослідження стала судинна система людини.

Кровообіг розглядався як складна динамічна система з власними законами:

• руху крові;
• перерозподілу потоків;
• компенсації;
• адаптації;
• формування патологічних станів.

Саме ці дослідження стали основою:

• прикладної гідрогемодинаміки;
• аналізу артеріо-венозної рівноваги;
• технології «Ангіомаркери»;
• персоніфікованої ангіотерапії.

ПАТОФІЗІОЛОГІЧНА МАТРИЦЯ ХВОРОБИ

Одним із ключових результатів роботи стало створення концепції патофізіологічної матриці хвороби.

Будь-яке захворювання розглядається як результат взаємодії:

• судинних процесів;
• метаболічних змін;
• нейродинамічних порушень;
• компенсаторних реакцій;
• адаптаційних механізмів.

Таким чином діагноз перестає бути лише назвою захворювання.

Він перетворюється на модель процесів, які відбуваються в організмі.

ПРОГНОЗУВАННЯ В МЕДИЦИНІ

Одним із найважливіших напрямів математичного моделювання є прогнозування.

Мета полягає не лише у відповіді на питання:

«Що відбувається зараз?»

а й у відповіді на питання:

Що може відбутися завтра?

Саме тому математичні моделі використовуються для:

• оцінки ризиків;
• прогнозування перебігу хвороби;
• аналізу ефективності лікування;
• оцінки реабілітаційного потенціалу;
• моделювання сценаріїв відновлення.

ВІД МОДЕЛІ ДО КЛІНІЧНОГО РІШЕННЯ

У Науковій школі математичне моделювання не існує окремо від клінічної практики.

Воно інтегроване в усі авторські технології:

Ангіомаркери

аналіз судинних ризиків.

Мікросудинний скринінг

оцінка функціональних резервів.

Ангіотерапія

побудова індивідуальних лікувальних програм.

АнгіоНейроТерапія

моделювання процесів відновлення функцій мозку.

Нейропластичність

оцінка реабілітаційного потенціалу.

ВІД ДАНИХ ДО ЗНАНЬ

Сучасна медицина накопичує величезну кількість інформації.

Проте дані самі по собі ще не є знаннями.

Завдання математичного моделювання полягає у тому, щоб:

• побачити приховані закономірності;
• зрозуміти причинно-наслідкові зв’язки;
• сформувати об’єктивну модель процесу;
• допомогти лікарю прийняти правильне рішення.

МАЙБУТНЄ МЕДИЦИНИ

Наукова школа розглядає математичне моделювання як один із фундаментів медицини майбутнього.

Наступними етапами розвитку є:

• цифрові близнюки пацієнта;
• прогнозні моделі розвитку хвороб;
• персоніфікована медицина;
• штучний інтелект у клінічному аналізі;
• системи підтримки прийняття лікарських рішень.

Саме на цьому перетині науки, медицини та технологій формується нове бачення охорони здоров’я.

ГОЛОВНА ІДЕЯ НАПРЯМУ

Якщо хвороба має закономірності — їх можна зрозуміти.

Якщо їх можна зрозуміти — їх можна прогнозувати.

Якщо їх можна прогнозувати — ними можна керувати.