printlogo
http://www.ethz.ch/index_EN
Entrepreneurial Risks
 
print
  

Projects for Internships

Contact Us

Open Positions

Departmental News »»

ETH Risk Center News »»

Complex System approach to medicine (english version)
Approche de la medecine en terme d'organisation des systemes dynamiques (french version)

Complex System approach to medicine

The project is based on the characterization of a patient as a dynamical system moving in a phase space of 33 relevant dimensions characterizing different plasmatic regulation levels. The concept is to identify domains in the phase space that correspond to unbalanced regimes which may be associated with the occurrence of illnesses. In this view, one becomes ill not necessarily because of a special exposure to pathogens for instance but rather due to accumulated stresses of many different kinds that may displace the normal state of homeostatis to an unbalanced state. This approach is related to the concept presented in http://www.er.ethz.ch/essays/origins on the endogeneous versus exogenous origin of crises.

Specifically, the 33-dimensional phase space is constructed using the PRS method (Profil de Reactivite Serique) which measures the plasmatic regulations (in terms of volumes and flow). It is based on a profile of 33 parameters (of 3 classes: 5/3/25 parameters), expressed in standard deviation. It is a functional proteomic examination, rather stable in time (because related to the genome).

These last 20 years, the medical team led by Doctor Jean-Yves Henry based near Lausanne, with whom this internship is to be carried out, has performed more than 100 000 PRS profiles, from which the most recent 15 000 ones are complemented by clinical data. The purpose of the internship is the prepare and analyze this large database in order to develop a vast statistical study. In addition, several patients have had their PRS profile being recorded regularly (typically once a year) over a period of 5 to 10 years, which opens the possibility of a dynamic study.

The team led Doctor Jean-Yves Henry has already carried out a first preliminary analysis and synthesis on patients presenting similar affections, in order defined the characteristic features in the PRS profiles. This approach is operational and, for each new case, the dynamics 33-dimentional system representation allows one to construct a characteristic portrait of the patient state, leading to the selection of a diagnostic that turns out to be correcdt in more than one out of two cases.

The purpose of the project is to evaluate more precisely the dynamics of the patients viewed within the representation of a 33-dimensional system. This will done using dynamical clustering methods which will be compared with theoretical models suggesting the existence of 5 to 6 different levels of disorganization. The goal is to validate the possibility of a forecast of the appearance of an affection, according to the increasing disorganization of the profile (phenomenon of exhaustion of the homeostasis).

Approche de la medecine en terme d'organisation des systemes dynamiques

Le projet est basé sur la caractérisation d'un patient par une représentation en tant que système dynamique évoluant dans un espace de phase à 33 dimensions, représentant les différents niveaux de régulation plasmatiques. Le concept sous-jacent est d'identifier les domaines de l'espace de phase correspondant à des régimes mal équilibrés ou instables, qui peuvent être associés aux différentes maladies. Dans cette approche, une personne peut devenir malade pas nécessairement à cause d'une exposition particulière à un pathogène par exemple, mais à cause de l'accumulation de contraintes de différents types qui peuvent déplacer la dynamique d'homéostasie vers un régime déséquilibré et instable. Cette approche est reliée au concept presenté dans l'essai http://www.er.ethz.ch/essays/origins sur l'origine endogène versus exogène des crises.

Spécifiquement, l'espace de phase dynamique à 33 dimensions est construit à partir de la méthode des Profils de Reactivité Sérique (PRS) qui mesure les régulations plasmatiques (en volumes et en flux). Elle est basée sur un profil de 33 paramètres (de 3 classes : 5/3/25 paramètres), exprimés en écart-types. C'est un examen de protéomique fonctionnelle, assez stable dans le temps (car lié au génome).

Ces 20 dernières années, l'équipe dirigée par le docteur Jean-Yves Henry a réalisé plus de 100'000 profils et gardé en mémoire les 15 000 derniers PRS réalisés, chacun de ceux-ci étant documenté cliniquement afin de servir de base à une étude statistique étendue. Certains patients ont bénéficié d'un profil par an durant 5 à 10 ans, ce qui autorise une étude dynamique.

L'équipe dirigée par le docteur Jean-Yves Henry a déjà effectué un premier travail sur les patients présentant des affections semblables, afin d'en dégager des traits caractéristiques. Cette approche est opérante et permet pour chaque nouveau cas présenté aux différents « portraits robots » en mémoire, de réaliser un diagnostic nosologique correct dans presque un cas sur deux.

Nous voudrions évaluer plus précisément la dynamique des phénomènes, en classant les profils en 5 à 6 niveaux différents de désorganisation (il existe des modèles théoriques) et valider la possibilité d'une prévision de l'apparition d'une affection, en fonction de la désorganisation croissante du profil (phénomène d'échappement de l'homéostasie).

 

Wichtiger Hinweis:
Diese Website wird in älteren Versionen von Netscape ohne graphische Elemente dargestellt. Die Funktionalität der Website ist aber trotzdem gewährleistet. Wenn Sie diese Website regelmässig benutzen, empfehlen wir Ihnen, auf Ihrem Computer einen aktuellen Browser zu installieren. Weitere Informationen finden Sie auf
folgender Seite.

Important Note:
The content in this site is accessible to any browser or Internet device, however, some graphics will display correctly only in the newer versions of Netscape. To get the most out of our site we suggest you upgrade to a newer browser.
More information

© 2014 ETH Zurich | Imprint | Disclaimer | 31 May 2007
top