This study aims to develop models for predicting rare events, specifically elevated intracranial pressure (ICP) in patients with traumatic brain injury (TBI). Using time-series data of ICP, we created and evaluated several machine learning models, including K-Nearest Neighbors, Random Forest, and logistic regression, in order to predict ICP levels exceeding 20 mmHg – acritical threshold for medical intervention. The time-series data was segmented and transformed into a tabular format, with feature engineering applied to extract meaningful statistical characteristics. We framed the problem as a binary classification task, focusing on whether ICP levels exceeded the 20 mmHg threshold. We focused on evaluating the optimal model by comparing the predictive performance of the algorithms. All models demonstrated good performance for predictions up to 30 minutes in advance, after which a significant decline in performance was observed. Within this timeframe, the models achieved Matthews Correlation Coefficient (MCC) scores ranging between 0.876 and 0.980, where the Random Forest models showed the highest performance. In contrast, logistic regression displayed a notable deviation at the 40-minute mark, recording an MCC score of 0.752. The results presented highlight potential to provide reliable, real-time predictions of dangerous ICP levels up to 30 minutes in advance, which is crucial for timely and effective medical interventions.

The current study investigates the effect of strain state, strain rate, and membrane planar area on phospholipid bilayer mechanoporation and failure. Using molecular dynamics, a 1-palmitoyl-2-oleoyl-phosphatidylcholine (POPC) bilayer was deformed biaxially to represent injury-induced neuronal membrane mechanoporation and failure. For all studies, water forming a bridge through both phospholipid bilayer leaflets was used as a failure metric. To examine the effect of strain state, 72 phospholipid structures were subjected to equibiaxial, 2:1 non-equibiaxial, 4:1 non-equibiaxial, strip biaxial, and uniaxial tensile deformations at the von Mises strain rate of 5.45 × 108 s-1. The stress magnitude, failure strain, headgroup clustering, and damage behavior were strain state dependent. The strain state order of detrimentality in descending order was equibiaxial, 2:1 non-equibiaxial, 4:1 non-equibiaxial, strip biaxial, and uniaxial with failure von Mises strains of 0.46, 0.47, 0.53, 0.77, and 1.67, respectively. Additionally, pore nucleation, growth, and failure were used to create a Membrane Failure Limit Diagram (MFLD) to demonstrate safe and unsafe membrane deformation regions. This MFLD allowed representative equations to be derived to predict membrane failure from in-plane strains. To examine the effect of strain rate, the equibiaxial and strip biaxial strain states were repeated at multiple strain rates. Additionally, a 144 phospholipid structure, which was twice the size of the 72 phospholipid structure in the x dimension, was subjected to strip biaxial tensile deformations to examine planar area effect. The applied strain rates, planar area, and cross-sectional area had no effect on the von Mises strains at which pores greater than 0.1 nm2 were detected (0.509 plus/minus 7.8%) or the von Mises strain at failure (0.68 plus/minus 4.8%). Additionally, changes in bilayer planar and cross-sectional areas did not affect the stress response. However, a strain rate increase from 1.4 × 108 to 6.8 × 108 s-1 resulted in a yield stress increase of 44.1 MPa and a yield strain increase of 0.17. Additionally, a stress and mechanoporation behavioral transition was determined to occur at a strain rate of ~1.4 × 108 s-1. These results provide the basis to implement a more accurate mechano-physiological internal state variable continuum model that captures lower-length scale damage.

TBI stands for Traumatic Brain Injury and refers to damage to the brain resulting from an external physical force, such as a blow, jolt, or penetrating injury to the head. Common causes of TBI include falls, motor vehicle accidents, sports injuries, and violence and has been linked to thousands of deaths and injuries in the US and the EU alike. This thesis was aimed to localise certain TBI to a specific part of the brain by exerting similar loading conditions on an Finite Element Method (FEM) of the rat brain as physical experiments conducted on living rats. By comparing the strain in 7 vital parts of the brain to injury diagnosis conducted in the physical experiments, an effort was made to link localised strain to injury diagnosis. The results indicate that strain in the thalamus and hypothalamus are linked with a loss of consciousness while strain in the hypothalamus coupled with the neocortex correlates greatly with activity-based behaviour changes. Lastly, injury associated with emotional changes are believed to stem from large strains in the neocortex. There is a theory suggesting that the structure of myeline, which provides support in motion and movement patterns of biological systems in humans and animals (known as biomechanical kinematics), could have an impact. However, more studies are needed to confirm and determine the exact cause. / TBI, från engelskans Traumatic Brain Injury, står för Traumatisk Hjärn Skada och syftar på en skada i hjärnan till följd av enyttre fysisk kraft, såsom ett slag, stöt eller genomträngande skada i huvudet. Vanliga orsaker till TBI inkluderar fall, motorfordonsolyckor, sportskador och våld och har kopplats till tusentals dödsfall och skadade i både USA och EU. Denna rapport syftar till att försöka lokalisera viss TBI till en specifik del av hjärnan genom att utöva liknandebelastningsförhållanden på en finit elementmetod (FEM) modell av råtthjärnan som fysiska experimentutförs på levande råttor. Genom att jämföra belastningen i 7 vitala delar av hjärnan med skadediagnos som utfördes i de fysiska experimenten gjordes en ansträngning för att koppla lokaliserad belastning till skadediagnos. Resultaten indikerar att skada i thalamus och hypotalamus är kopplade till en förlust av medvetande medan belastning i hypotalamus i kombination med neocortex korrelerar kraftigtmed aktivitetsbaserade beteendeförändringar. Slutligen är skador i samband med känslomässiga förändringartros härröra från skada i neocortex. Det finns teori som tyder på attstruktur av myelin, som ger stöd i rörelse och rörelsemönster av biologiskasystem hos människor och djur (känd som biomekanisk kinematik), kan ha en inverkan.Det behövs dock fler studier för att bekräfta och fastställa den exakta orsaken.

<p>Uppsatsen har en kvalitativ ansats och är beskrivande till sin form.Dess övergripande syfte var att öka förståelsen för traumatisk hjärnskada. Syftet var att förstå meningsaspekter av skadan och att ge ett bidrag till förståelsen av olika variationer av livsvärldsförändringen. Hur traumatisk hjärnskada kan förstås utifrån ett existentiellt perspektiv var särskilt fokuserat. Forskningsfrågan löd: Vad och hur berättar några vuxna personer som i vuxen ålder drabbats av en traumatisk hjärnskada om erfarenheter och konsekvenser av skadan och vilka slutsatser kan dras av en fenomenologisk hermeneutisk analys av detta.</p><p>Åtta personer som varit patienter inom hjärnskaderehabilitering intervjuades. Intervjuerna spelades in på band och skrevs ner ordagrant. Analys och tolkningsarbetet följde en fenomenologisk hermeneutisk metod utarbetad av Lindseth och Norberg(2004).</p><p>Huvudtema med huvudspår, teman och subteman utkristalliserades. Begreppet gränssituation bildar huvudtema. Därpå följer konsekvenser med identitetsförskjutning, relation och tid, samt ytterligare fyra teman. I berättelserna visade sig både gemensamma och unika drag. Ett innehållsperspektiv och ett stämningsperspektiv framträdde. En slutsats som dras är att skadan provocerar det som man tidigare tagit för givet. Dels vad det gäller synen på vem man själv är och dels hur man förhåller sig till en större kontext. Relationen till mening visar sig genom att den världsbild som man gjort till sin förloras, förändras och/eller fördjupas.</p> / <p>This thesis has a qualitative approach and is descriptive in form. The overaching aim was to increase the understanding of Traumatic Brain Injury (TBI). The purpose was to understand aspects of changing meaning as a consequence of the injury and unique variations in clients´changed life-worlds. Particular attention was devoted the issue of how TBI can be understood from an existential perspective. The research questions were: What and how do adults who suffered from TBI relate their experiences and the consequences of the injury, and what conclusions can be drawn from a phenomenological hermeneutical analysis of their stories?</p><p>Eight persons, all former patients in rehabilitation, were interviewed. Analysis and interpretations followed a phenomenological-hermeneutical method outlined by Lindseth and Norberg (2004). Main themes and subthemes were crystallised. The concept limitsituation constitutes a main theme. There follows consequences as for example to identity dislocation, relation and time. In the informant´s stories common as well as unique characteristics transpired. Emphasis was on the mood, and the context under which experiences arised. A conclusion was that the injury provokes one´s already esatblished world-view and the relation to meaning was exposed and challanged. The world-view was lost, reduced and/or challenged.</p>

Uppsatsen har en kvalitativ ansats och är beskrivande till sin form.Dess övergripande syfte var att öka förståelsen för traumatisk hjärnskada. Syftet var att förstå meningsaspekter av skadan och att ge ett bidrag till förståelsen av olika variationer av livsvärldsförändringen. Hur traumatisk hjärnskada kan förstås utifrån ett existentiellt perspektiv var särskilt fokuserat. Forskningsfrågan löd: Vad och hur berättar några vuxna personer som i vuxen ålder drabbats av en traumatisk hjärnskada om erfarenheter och konsekvenser av skadan och vilka slutsatser kan dras av en fenomenologisk hermeneutisk analys av detta. Åtta personer som varit patienter inom hjärnskaderehabilitering intervjuades. Intervjuerna spelades in på band och skrevs ner ordagrant. Analys och tolkningsarbetet följde en fenomenologisk hermeneutisk metod utarbetad av Lindseth och Norberg(2004). Huvudtema med huvudspår, teman och subteman utkristalliserades. Begreppet gränssituation bildar huvudtema. Därpå följer konsekvenser med identitetsförskjutning, relation och tid, samt ytterligare fyra teman. I berättelserna visade sig både gemensamma och unika drag. Ett innehållsperspektiv och ett stämningsperspektiv framträdde. En slutsats som dras är att skadan provocerar det som man tidigare tagit för givet. Dels vad det gäller synen på vem man själv är och dels hur man förhåller sig till en större kontext. Relationen till mening visar sig genom att den världsbild som man gjort till sin förloras, förändras och/eller fördjupas. / This thesis has a qualitative approach and is descriptive in form. The overaching aim was to increase the understanding of Traumatic Brain Injury (TBI). The purpose was to understand aspects of changing meaning as a consequence of the injury and unique variations in clients´changed life-worlds. Particular attention was devoted the issue of how TBI can be understood from an existential perspective. The research questions were: What and how do adults who suffered from TBI relate their experiences and the consequences of the injury, and what conclusions can be drawn from a phenomenological hermeneutical analysis of their stories? Eight persons, all former patients in rehabilitation, were interviewed. Analysis and interpretations followed a phenomenological-hermeneutical method outlined by Lindseth and Norberg (2004). Main themes and subthemes were crystallised. The concept limitsituation constitutes a main theme. There follows consequences as for example to identity dislocation, relation and time. In the informant´s stories common as well as unique characteristics transpired. Emphasis was on the mood, and the context under which experiences arised. A conclusion was that the injury provokes one´s already esatblished world-view and the relation to meaning was exposed and challanged. The world-view was lost, reduced and/or challenged.