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Accès ouvert déclaré 2026 article

Building an Extracorporeal Membrane Oxygenation Digital Twin Using High-Resolution Patient Data: An artificial intelligence model for virtual reality simulation

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : nl, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

OBJECTIVES: Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) is a life-saving therapy for severe cardiopulmonary failure, but structured training remains constrained by costs, logistics, and the absence of validated high-fidelity simulators. This study aimed to develop an ECMO digital twin capable of supporting training in virtual reality (VR). METHODS: We integrated high-frequency ECMO machine data with electronic health record information from 335 patients across two centres. Data streams were synchronised at a 30-second resolution. A hierarchical two-stage system was designed: Model 1 predicted ECMO device outputs, while Model 2 combined those outputs with patient vital functions such as heart rate and blood pressure. This model was integrated into a VR simulation and underwent testing by 21 experts. RESULTS: Model 2 demonstrated Root Mean Square Errors (RMSE) of 15.23 mmHg (diastolic arterial blood pressure), 19.50BPM (heart rate), 2.94% (peripheral oxygen saturation), and 1.42 mmHg (end-tidal carbon dioxide) on the test set. Neural networks produced clinically coherent predictions. The models were implemented in an Unreal Engine-based VR simulator using the open neural network exchange format, with real-time latency inference and scenario switching. Expert testing confirmed good performance and clinically plausible physiological responses in the simulation. CONCLUSIONS: High-resolution ECMO data can be transformed into a digital twin for VR training. This framework broadens access to advanced ECMO education and establishes a foundation for multicentre validation, federated learning, and future expansion towards a critical-care digital-twin platform.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Building an Extracorporeal Membrane Oxygenation Digital Twin Using High-Resolution Patient Data: An artificial intelligence model for virtual reality simulation
Date Crossref
19/02/2026
Éditeur
Oxford University Press (OUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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