Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases

Asthma is a common chronic disease of the respiratory system causing significant disability and societal burden. It affects over 334 million people worldwide and generates costs exceeding $USD 56 billion in 2011 in the United States. Managing Asthma involves controlling symptoms, preventing exacerba...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Νούσιας, Σταύρος
Άλλοι συγγραφείς: Nousias, Stavros
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/16427
id nemertes-10889-16427
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Modelling and simulation
Pulmonary system
Artificial intelligence
Geometry processing
Μοντελοποίηση και προσομοίωση
Αναπνευστικό σύστημα
Τεχνητή νοημοσύνη
Επεξεργασία γεωμετρίας
spellingShingle Modelling and simulation
Pulmonary system
Artificial intelligence
Geometry processing
Μοντελοποίηση και προσομοίωση
Αναπνευστικό σύστημα
Τεχνητή νοημοσύνη
Επεξεργασία γεωμετρίας
Νούσιας, Σταύρος
Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
description Asthma is a common chronic disease of the respiratory system causing significant disability and societal burden. It affects over 334 million people worldwide and generates costs exceeding $USD 56 billion in 2011 in the United States. Managing Asthma involves controlling symptoms, preventing exacerbations, and maintaining lung function. Improving asthma control affects patients' daily life and is associated with a reduced risk of exacerbations and lung function impairment, reducing the cost of asthma care and indirect costs associated with reduced productivity. Understanding the complex dynamics of the pulmonary system and the lung's response to disease, injury, and treatment is fundamental to the advancement of Asthma treatment. Computational models of the respiratory system seek to provide a theoretical framework to understand the interaction between structure and function. Their application can improve pulmonary medicine by a patient-specific approach to medicinal methodologies optimizing the delivery given the personalized geometry and personalized ventilation patterns while introducing a patient-specific technique that maximizes drug delivery. A three-fold objective addressed within this dissertation becomes prominent at this point. The first part refers to the comprehension of pulmonary pathophysiology and the mechanics of Asthma and subsequently of constrictive pulmonary conditions in general. The second part refers to designing and implementing tools that facilitate personalized medicine to improve delivery and effectiveness. Finally, the third part refers to the self-management of the condition, meaning that medical personnel and patients have access to tools and methods that allow the first party to easily track the course of the condition and the second party, i.e. the patient to easily self-manage it alleviating the significant burden from the health system.
author2 Nousias, Stavros
author_facet Nousias, Stavros
Νούσιας, Σταύρος
author Νούσιας, Σταύρος
author_sort Νούσιας, Σταύρος
title Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
title_short Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
title_full Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
title_fullStr Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
title_full_unstemmed Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
title_sort patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases
publishDate 2022
url http://hdl.handle.net/10889/16427
work_keys_str_mv AT nousiasstauros patientspecificmodellingsimulationandrealtimeprocessingforrespiratorydiseases
AT nousiasstauros prosarmosmenēstonasthenēmontelopoiēsēprosomoiōsēkaiepexergasiasepragmatikochronogiapathēseistouanapneustikousystēmatos
_version_ 1771297189670158336
spelling nemertes-10889-164272022-09-05T09:41:59Z Patient-specific modelling, simulation and real time processing for respiratory diseases Προσαρμοσμενη στον ασθενή μοντελοποίηση, προσομοίωση και επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο για παθήσεις του αναπνευστικού συστήματος Νούσιας, Σταύρος Nousias, Stavros Modelling and simulation Pulmonary system Artificial intelligence Geometry processing Μοντελοποίηση και προσομοίωση Αναπνευστικό σύστημα Τεχνητή νοημοσύνη Επεξεργασία γεωμετρίας Asthma is a common chronic disease of the respiratory system causing significant disability and societal burden. It affects over 334 million people worldwide and generates costs exceeding $USD 56 billion in 2011 in the United States. Managing Asthma involves controlling symptoms, preventing exacerbations, and maintaining lung function. Improving asthma control affects patients' daily life and is associated with a reduced risk of exacerbations and lung function impairment, reducing the cost of asthma care and indirect costs associated with reduced productivity. Understanding the complex dynamics of the pulmonary system and the lung's response to disease, injury, and treatment is fundamental to the advancement of Asthma treatment. Computational models of the respiratory system seek to provide a theoretical framework to understand the interaction between structure and function. Their application can improve pulmonary medicine by a patient-specific approach to medicinal methodologies optimizing the delivery given the personalized geometry and personalized ventilation patterns while introducing a patient-specific technique that maximizes drug delivery. A three-fold objective addressed within this dissertation becomes prominent at this point. The first part refers to the comprehension of pulmonary pathophysiology and the mechanics of Asthma and subsequently of constrictive pulmonary conditions in general. The second part refers to designing and implementing tools that facilitate personalized medicine to improve delivery and effectiveness. Finally, the third part refers to the self-management of the condition, meaning that medical personnel and patients have access to tools and methods that allow the first party to easily track the course of the condition and the second party, i.e. the patient to easily self-manage it alleviating the significant burden from the health system. Το άσθμα είναι μια κοινή χρόνια νόσος του αναπνευστικού συστήματος που προκαλεί σημαντική αναπηρία και κοινωνική επιβάρυνση. Επηρεάζει πάνω από 334 εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και δημιουργεί κόστος που ξεπερνά τα 56 δισεκατομμύρια δολάρια το 2011 στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η διαχείριση του άσθματος περιλαμβάνει τον έλεγχο των συμπτωμάτων, την πρόληψη των παροξύνσεων και τη διατήρηση της πνευμονικής λειτουργίας. Η βελτίωση του ελέγχου του άσθματος επηρεάζει την καθημερινή ζωή των ασθενών και σχετίζεται με μειωμένο κίνδυνο παροξύνσεων και διαταραχής της πνευμονικής λειτουργίας, μειώνοντας το κόστος περίθαλψης για το άσθμα και το έμμεσο κόστος που σχετίζεται με μειωμένη παραγωγικότητα. Η κατανόηση της πολύπλοκης δυναμικής του πνευμονικού συστήματος και της ανταπόκρισης του πνεύμονα σε ασθένεια, τραυματισμό και θεραπεία είναι θεμελιώδης για την πρόοδο της θεραπείας του άσθματος. Τα υπολογιστικά μοντέλα του αναπνευστικού συστήματος επιδιώκουν να παρέχουν ένα θεωρητικό πλαίσιο για την κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ δομής και λειτουργίας. Η εφαρμογή τους μπορεί να βελτιώσει την πνευμονική ιατρική με μια ειδική για τον ασθενή προσέγγιση σε ιατρικές μεθοδολογίες που βελτιστοποιούν τη χορήγηση, δεδομένης της εξατομικευμένης γεωμετρίας και των εξατομικευμένων μοτίβων αερισμού, εισάγοντας παράλληλα μια τεχνική για τον ασθενή που μεγιστοποιεί τη χορήγηση φαρμάκου. Ένας τριπλός στόχος που αντιμετωπίζεται σε αυτή τη διατριβή γίνεται εμφανής σε αυτό το σημείο. Το πρώτο μέρος αναφέρεται στην κατανόηση της πνευμονικής παθοφυσιολογίας και της μηχανικής του άσθματος και στη συνέχεια των συσταλτικών πνευμονικών καταστάσεων γενικότερα. Το δεύτερο μέρος αναφέρεται στο σχεδιασμό και την εφαρμογή εργαλείων που διευκολύνουν την εξατομικευμένη ιατρική για τη βελτίωση της παροχής και της αποτελεσματικότητας. Τέλος, το τρίτο μέρος αναφέρεται στην αυτοδιαχείριση της πάθησης, που σημαίνει ότι το ιατρικό προσωπικό και οι ασθενείς έχουν πρόσβαση σε εργαλεία και μεθόδους που επιτρέπουν στο πρώτο μέρος να παρακολουθεί εύκολα την πορεία της πάθησης και στο δεύτερο μέρος, δηλαδή στον ασθενή να αυτοδιαχειριστείτε ελαφρύνοντας τη σημαντική επιβάρυνση από το σύστημα υγείας. 2022-07-07T10:53:06Z 2022-07-07T10:53:06Z 2022-07-04 http://hdl.handle.net/10889/16427 en application/pdf