Bio-Matematik ved Roskilde Universitet

Publikation: Bidrag til tidsskriftTidsskriftartikelForskningpeer review

Abstract

Ved Institut for Natur, Systemer og Modeller ved Roskilde Universitet finder man en velkonsolideret gruppe af forskere, BioMath-gruppen, der beskæftiger sig med

Bio-Matematik og Bio-Medicinsk Modellering. Faktisk startede BioMath-gruppen på det tidligere Institut for Studiet af Matematik og Fysik samt deres funktioner i Undervisning, Forskning og Anvendelser (IMFUFA) i 1991 med et stort Eureka Project (#1063), "SIMA - Simulation in Anesthesia." Dette Eureka projekt handlede om at udvikle en anæstesisimulator med mekanismebaseret matematiske modeller som centralt element. Simulatoren benyttes den dag i dag til træning og uddannelse af anæstesilæger og sygeplejersker nationalt såvel som internationalt. De bærende delmodeller er bl.a. modeller af blodstrømning og -tryk samt relevante kontrolmekanismer der regulerer disse, respiration, farmakokinetik og -dynamik specielt af anæstesistoffer, væske og saltbalance, temperatur og metabolisme. Det var et ufravigeligt krav uden udviklingen at det samlede hierarki af modeller skulle kunne implementeres og køres i 'real time' på en pc. Dette krav og kompleksiteten af det samlede model hierarki stilede enorme krav til parameterestimering og modelvalidering. Arbejdet med at udvikle en anæstesisimulator blev foretaget i samarbejde med Herlev Universitetshospital og firmaerne Math-tach og S&W Medico Teknik. Faktisk resulterede arbejdet i hele to anæstesisimulatorer, SOPHUS og forgængeren SIMA. En oversigt over de underliggende modeller og deres samspil findes i monografierne "Applied Mathematical Models in Human Physiology", "Mathematical Modeling in Medicine", og i "The Biomedical Engineering Handbook".

 

Arbejdet med at udvikle anæstesisimulatorerne satte gang i en mængde "sundhedsmatematik" på instituttet og i dag huser instituttet desuden phd-programmet "Mathematical modeling and its mathematical prerequisites" ledet af undertegnet. Programmet er associeret med den nationale phd-skole "Research School for Mathematics and Applications".

 

BioMath-gruppens fokusområder er bl.a. 1) Kardiovaskulær fysiologi og dets kontrolmekanismer; 2) Fluiddynamik og klapløse pumper; 3) Endokrin fysiologi; 4) Type 1 og type 2 diabetes; 5) Populationsdynamik og sygdomsspredning; og 6) Parameterestimering i patient-specifikke modeller.

 

Udover overnævnte modelleringsområder har vi ved instituttet en stærk tradition for at beskæftige os med metaaspekter af modellering, f.eks. modellers historiske udvikling, deres vekselvirkning med ren matematik, deres epistemologiske samt ontologiske status.

Det forhold at matematisk modellering kan gøre ikke-synlige processer og sammenhænge synlige, kan gøre det utilgængelige tilgængeligt, kan benyttes til at designe og fortolke ikke-trivielle eksperimenter, kan tjekke om tanker og hypoteser holder og er konsistente samt kan benyttes til at konstruere nye diagnosticerings- og behandlingstilbud, gør at de nævnte metaaspekter er ikke-trivielle aspekter og illustrerer samtidig modelleringslandskabets komplekse moras.

 

I artiklen forsøger vi at illustrere de overnævnte fokusområder 1)-5) med eksempler fra hvert område.

OriginalsprogDansk
TidsskriftMedicinsk Teknologi og Informatik
Vol/bind7
Sider (fra-til)4-8
Antal sider5
ISSN1901-4465
StatusUdgivet - 2010

Citer dette