Unikátní software pro přesnější epidemiologické modely vyvíjí pro nadnárodní projekt SHARE-COVID19 společnost DNAi

Počítačový systém, který umožní propojit tisíce vstupních dat s epidemiologickými modely bez potřeby hlubších znalostí IT nástrojů, nyní vzniká v pražské společnosti DNAi. Velkou přednostní softwaru je jeho napojení na unikátní evropskou databázi Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE). Výzkumníci pomocí tohoto nástroje a dat z databáze SHARE vytvoří přesnější epidemiologické modely, které pomohou i na úrovni jednotlivých regionů optimalizovat budoucí opatření pro kontrolu epidemií, například COVID-19. DNAi tento nástroj vyvíjí pro Národohospodářský ústav AV ČR, který společně s ostatními členy konsorcia SHARE-ERIC, pracuje na celoevropském projektu SHARE-COVID19.

Epidemiologický model bude schopen predikovat vývoj nemocí včetně simulace dopadů opatření jako je nošení roušek, zákaz cestování či zavření škol

Vypuknutí pandemie COVID-19 změnilo životy lidí na celé planetě a přineslo mnoho nežádoucích důsledků. Například pravidla a zásady zavedené s cílem pomoci kontrolovat šíření viru vedly k hluboké hospodářské recesi. Byly přerušeny sociální kontakty a nemocnice vytížené pod náporem pacientů odkládaly dopředu plánované operace. Formulovat doporučení, která učiní evropskou společnost odolnější, účinně ochrání nejzranitelnější populaci 50+ a optimalizují budoucí opatření pro kontrolu epidemie, chce projekt Evropské Unie SHARE-COVID19, jenž má být dokončený v listopadu příštího roku. 

„Obrovskou přednostní projektu je jeho napojení na multidisciplinární, mezinárodní a dlouhodobou databázi SHARE, která shromažďuje data o zdraví, sociálně-ekonomickém postavení a společenských a rodinných vazbách už od roku 2006 u zhruba 140 000 lidí starších 50 let pocházejících ze všech zemí EU, Švýcarska a Izraele. Každé dva roky jsou navíc posbírána nová data u 5 000 respondentů z každé země, včetně České republiky,” vysvětluje Radim Boháček, koordinátor projektu SHARE-COVID 19 za Národohospodářský ústav AV ČR.

Na projektu se podílí i společnost DNAi. Ta Národohospodářskému ústavu AV ČR dodá databázi geografických dat, naprogramuje uživatelské rozhraní, zajistí jeho napojení na data projektu SHARE-ERIC a pomůže s vytvořením tzv. agent based modelu, který využívá systém digitálního dvojčete vyvíjeného DNAi. „Na základě sebraných dat z veřejně dostupných databází můžeme sestavit model například české populace s určitými vzory chování. Víme, kdy a jakým způsobem lidé cestují mezi regiony, v kterých kolektivech se vzájemně potkávají a jak se navštěvují. Do tohoto umělého modelu populace následně přidáme vir s konkrétními vlastnostmi. Víme, jak se šíří a jaké hrozí riziko nakažení. Výstupem je pak epidemiologický model, který ukáže pravděpodobný vývoj nemoci. Můžeme v něm simulovat i různá omezení např. nošení roušek, zákaz cestování, uzavření škol a podobně,” vysvětluje vedoucí projektu společnosti DNAi, Radim Krupička.

Na rozdíl od ostatních epidemiologických modelů bude ten, jenž vznikne pomocí platformy DNAi, přesnější. Důvodem je zejména obrovské množství dat o tisících lidí žijících na území EU, Švýcarska a Izraele, která budou výzkumníkům předána v jednotlivých konfiguračních souborech. Nástroj tak výzkumníkům ušetří extrémní množství času, které by jinak strávili s programováním, a zároveň jim umožní snadný přístup ke všem datům z jednoho místa. Sami si tak dokáží lépe nastavit vstupní parametry, snadněji je kombinovat a jednoduše zjistit, jaké proměnné mezi sebou souvisí. To umožní rychlé vytvoření epidemiologických předpovědí a postupů.

Nástroj, jež kombinuje matematiku, kombinatoriku, statistiku a informatiku, vznikne i ve zjednodušené verzi jako webová aplikace určená pro širokou veřejnost. Běžný občan se tak bude moci podívat, jak velký vliv má na vývoj epidemie například online výuka dětí nebo zavření restaurací či kulturních zařízení. Model bude navíc možné využít i v budoucnu k předpovědí vývoje jiných nemocí, a nikoliv pouze COVIDU-19.

Uplatnění digitálního dvojčete ve zdravotnictví

„Projekt SHARE-COVID19 je skvělou ukázkou toho, jak se jednotlivé technologie začínají doplňovat a prolínat navzájem. Například s digitální replikou jednotlivých zdravotnických přístrojů budeme velmi brzy moci pracovat i ve virtuální a rozšířené realitě, kde ji využijeme pro školení lékařů v různých krizových situacích. Pokud do takového modelu dodáme navíc umělou inteligenci, scéna se začne odehrávat jako v reálném světě. Lékař si tak bude moci vyzkoušet řadu způsobů záchrany člověka, snížit svou chybovost, a lépe se tak připravit na podobný scénář ve skutečné realitě,” říká CEO společnosti DNAi, Pavel Wimmer. (22.10.2023)