Reto 1: Salud, Cambio Demográfico y Bienestar
La modelización de la interacción entre los fármacos y los receptores celulares permite realizar la selección virtual de miles de candidatos a fármacos; como resultado, las empresas farmacéuticas pueden reducir el número de ensayos enzimáticos costosos y los tiempos de comercialización de nuevos medicamentos.
Las herramientas MSO-ED también juegan un papel esencial en el diagnóstico eficiente y preciso del cáncer o las enfermedades virales, así como el desarrollo de la radioterapia personalizada o de tecnologías médicas como la terapia artificial caderas o rodillas, y stents. Además, la propagación de epidemias (como la actual enfermedad del Coronavirus) puede ser estudiada mediante modelos matemáticos para ayudar a una toma de decisiones sanitarias y económicas más eficiente.
Por otra parte, los retos a los que se enfrentan los hospitales o las empresas farmacéuticas dentro de la Industria 4.0 y 5.0 muestran un nivel de complejidad sin precedentes, por lo que requieren enfoques holísticos y procesos de solución basados en algoritmos optimizados. Los responsables de la toma de decisiones necesitan herramientas avanzadas que permitan el análisis de riesgos a largo plazo, procesos limpios y mejoras en los prototipos, junto con un conjunto apropiado de métodos de optimización y control. Las tecnologías clave de esos procesos suelen ser muy complejas y requieren el apoyo de expertos muy cualificados, que a menudo no están disponibles en empresas pequeñas y medianas. Además, los proveedores de las competencias necesarias están repartidos en diferentes áreas de especialización en universidades, instituciones de investigación y tecnológicas. Estas características requieren la colaboración e integración de diferentes proveedores avanzados y otros actores de la innovación en diferentes sectores y regiones. Este rol integrador es uno de los objetivos propuestos para la plataforma PET MSO-ED.
- Capacidades de las Tecnologías MSO-ED en el ámbito del Reto 1
- Visualización, procesamiento y análisis de imágenes médicas. Caracterización de falsos positivos. Modelos de aprendizaje utilizando grandes bases de datos (machine/deep learning).
- Caracterización de residuos médicos. Algoritmos de clasificación de muestras biológicas.
- Evolución de tasas demográficas. Proyecciones de población, y generación de árboles de escenarios en un horizonte temporal.
- Caracterización de hábitos en la población. Simulación del flujo de usuarios por servicios.
- Optimización de la planificación de la localización de centros sanitarios primarios en entornos inciertos de la evolución de tasas demográficas a lo largo de un horizonte temporal.
- Optimización de la planificación de la adquisición de material sanitario en entornos inciertos de la evolución de tasas demográficas y tipos e intensidad de enfermedades y epidemias a lo largo de un horizonte temporal.
- Optimización de tipos de flotas de ambulancias: Dimensionamiento y localización en un entorno incierto de demanda de servicio.
- Optimización de la distribución de recursos sanitarios tanto humanos como materiales en situaciones de emergencia.
- Historias de éxito ya implementadas en el ámbito del Reto 1
- Optimizar la oferta de servicios sanitarios. Ver Libro de Casos de Éxito de math-in, pág. 13.
- Mejorar la gestión de los recursos humanos en las empresas. Ver Libro de Casos de Éxito de math-in, pág. 14.
- Evaluar la eficacia de fármacos contra el Alzheimer. Ver Libro de Casos de Éxito de math-in, pág. 17.
- Simulación del comportamiento biomecánico de la mandíbula y las piezas dentales para odontología. Ver Libro de Casos de Éxito de math-in, pág. 27.
- Simulación de la remodelación ósea. Ver Libro de Casos de Éxito de math-in, pág. 28.
- Modelos para la reducción del fracaso en la cirugía de cáncer de próstata. Ver Libro de Casos de Éxito de math-in, pág. 29.
- Análisis epidemiológico de la escalada y desescalada de la COVID-19. Ver Informe del Comité de Expertos del CEMAT en su para la iniciativa “Acción Matemática contra el Coronavirus”. También en este link se puede ver cómo se pueden predecir brotes de COVID 19 a través del análisis de aguas residuales.
- Enfoques de aprendizaje automático para la separación ciega de fuentes de datos de espectrometría de masas de alta dimensión, para el análisis molecular de muestras de tejidos. (Ver en EU-Maths-IN Web).
- Ecuaciones paramétricas de la marcha humana. Modelado geométrico de la marcha humana para rehabilitación médica. (Ver en EU-Maths-IN Web).