Los accidentes automovilísticos son la causa más común de visitas a la sala de emergencias, hospitalizaciones y muertes relacionadas con lesiones cerebrales traumáticas entre personas de 15 a 34 años, según un informe de 2013 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
La lesión cerebral traumática, o TBI, representa aproximadamente el 30 por ciento de todas las muertes por lesiones en los Estados Unidos, y el diagnóstico y tratamiento tempranos son una de las formas más importantes para prevenir estas muertes.
Samy Missoum, profesor de ingeniería aeroespacial y mecánica, que también es director de Optimización de Diseño Computacional de Sistemas de Ingeniería, o Laboratorio CODES, y el estudiante graduado Seyed Saeed Ahmadisoleymani publicó recientemente un artículo en Métodos informáticos en biomecánica e ingeniería biomédica que detalla un nuevo método para calcular la probabilidad de un TBI debido a un accidente automovilístico.
"A diferencia de las aplicaciones militares o de fútbol americano, no se ha realizado mucha investigación sobre el vínculo entre los accidentes automovilísticos y las lesiones cerebrales traumáticas", dijo Missoum. "Hemos desarrollado los primeros pasos de un método para evaluar la probabilidad de lesiones cerebrales traumáticas basadas en un choquecondiciones, como la velocidad de impacto y el ángulo ".
combinación de experimentación con datos computacionales
La investigación de TBI ha involucrado tradicionalmente métodos experimentales, como la realización de pruebas en animales o la recopilación de datos sobre jugadores de fútbol. Otros enfoques son puramente computacionales, por ejemplo, el uso de modelos de elementos finitos, que son herramientas matemáticas para predecir cómo un sistema como el cerebrose comportará cuando esté sujeto a fuerzas externas.
El enfoque de Missoum fusiona datos experimentales y computacionales. Utiliza datos experimentales para simular cómo se mueve un muñeco en un accidente automovilístico y aplica datos de movimiento de la simulación a un modelo de computadora del cerebro para ver cómo se vería afectado. Esta fusión de datosproporciona la base para un método que los investigadores esperan que eventualmente pueda calcular la probabilidad de TBI después de un accidente automovilístico.
El método puede incluso hacer predicciones si los investigadores no están seguros de la velocidad de la colisión y el ángulo de impacto, o si no tienen mucha información sobre el cerebro de la persona involucrada en el choque.
"Desde un punto de vista científico, la novedad aquí es cómo estamos combinando datos computacionales y datos experimentales, al mismo tiempo que tenemos en cuenta varias fuentes de incertidumbre", dijo Missoum. "Desde un punto de vista práctico, el método proporciona unaherramienta para determinar la probabilidad de TBI "
El trabajo se encuentra en las primeras etapas, pero uno de los objetivos del proyecto es que los socorristas puedan llegar a la escena de un accidente e ingresar la información sobre el accidente en una herramienta, tal vez una aplicación móvil, que determinará elprobabilidad de una lesión cerebral traumática de inmediato.
"Digamos que un paramédico llega a la escena de un accidente automovilístico", dijo Missoum. "Podrían ingresar la información en una herramienta y decir: 'De acuerdo con las características de este accidente, esta persona va a tener un70 a 80 por ciento de probabilidad de lesión cerebral traumática severa '"
Aprendizaje automático: un habilitador clave
Entrar en un accidente automovilístico causará una lesión cerebral traumática o no lo hará. Los investigadores utilizaron un enfoque de aprendizaje automático desarrollado previamente en el Laboratorio CODES para refinar el umbral que separa los dos resultados y determinar con mayor precisión el riesgo de TBI.En el futuro, este enfoque mejorará aún más la precisión al aumentar el número de factores que puede considerar, como el peso del vehículo o la edad del ocupante.
El equipo de investigación espera incorporar datos de accidentes automovilísticos reales, obtenidos del Departamento de Transporte de Arizona, en su investigación. La información como el ángulo de impacto en un choque no está disponible en los informes de choque actuales, lo que hace que la capacidad de este método para hacer cálculoscon un grado de incertidumbre especialmente importante.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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