Spolupráca akademickej obce s technologickou spoločnost’ou priniesla prvý prototyp nositel’ného teplomera

Článok uverejnený v odbornom mesačníku Lekárske noviny | Október 2022

---

 

Na Slovensku sa nachádzame v úvodných fázach rozvoja telemedicíny, no snaha zaviesť telemedicínske systémy do praxe je teraz omnoho intenzívnejšia, ako tomu bolo doposiaľ. Pacienti prejavujú čoraz viac záujem o vzdialenú interakciu s lekárom.

Prichádzajúca digitálna generácia lekárov a pacientov a taktiež trh a technológie si samé vypýtajú impulzy, ktoré budú „driverom“ zmien v zdravotníctve.

Impulzy už prichádzajú z rôznych sfér a jednou z nich je i akademická obec spolupracujúca s technologickými spoločnosťami.

Slovenská technická univerzita v Bratislave (STU) vďaka projektu Systém na telemedicínsku diagnostiku klinického stavu pacientov s COVID-19 a iných ochorení s príbuznými príznakmi pre minimalizáciu dopadov pandémie vyvinula prototyp zariadenia, ktoré sa umiestni priamo na telo pacienta a umožňuje klinicky presné meranie telesnej teploty a polohy pacienta. Zariadenie komunikuje so systémom telemon, ktorý vyvinula spoločnosť Goldmann Systems.

Projekt bol oficiálne ukončený v decembri 2021, no vývoj a spolupráca  so slovenskými nemocnicami prebieha naďalej.

Pilotné zariadenia vyvinuté aj vďaka spomenutému projektu boli testované vo viacerých  nemocniciach, v Rooseveltovej nemocnici v Banskej Bystrici, na I. internej klinike LF UK a UN v Bratislave a na Jesseniovej lekárskej fakulte v Martine. Vďaka sľubným výsledkom, ktoré priniesol pilotný projekt, aktuálne pokračuje STU v ďalšom telemedicínskom projekte, na ktorom úzko spolupracuje aj so spomínanými nemocnicami. Práve pretrvávajúce partnerstvá sú pre akademickú obec nezanedbateľným výsledkom spolupráce s technologickými partnermi a zdravotníckymi zariadeniami. Rovnako spoločnosť Goldmann Systems ďalej rozvíja systém pre vzdialený monitoring pacientov, pričom reflektuje požiadavky subjektov zdravotnej starostlivosti, ktoré systém v pilotnom projekte testujú.

Na spoluprácu týchto dvoch subjektov sme sa pýtali Ing. Michala Mičjana, PhD. z Fakulty elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity v Bratislave.

 

Popri návrhu telemedicínskeho zariadenia na meranie teploty a polohy, ktoré spolupracuje so systémom telemon (realizovaného hlavným partnerom Goldmann Systems, a.s.), vznikli súbežne aj prototypy nových telemedicínských zariadení, ktorých vývoj a testovanie prebieha dodnes. Z komerčných zariadení sa jednalo najmä o tlakomery, teplomery, glukomery a pulzné oxymetre. Avšak v rámci projektu sme navrhli napríklad prototypy vlastného nositeľného teplomeru a pulzného oxymetra vhodného na kontinuálne monitorovanie teploty, resp. tepu a okysličenia krvi.

Čo sa týka nositeľného teplomera, naším cieľom bolo navrhnúť prototyp zariadenia, ktoré sa umiestni na telo pacienta a umožňuje klinicky presné meranie telesnej teploty. Druhým prototypom bolo zariadenie schopné kontinuálneho merania tepu a okysličenia krvi. Takéto zariadenie funguje rovnako ako už dnes dobre známe smart hodinky, s tým rozdielom, že by malo byť jednoúčelové, finančne dostupné a hlavne certifikované ako medicínska pomôcka.

Obe zariadenia komunikujú na diaľku so systémom telemon pre vzdialený monitoring, ktorý namerané údaje posiela na server. Tu si ich následne môže vyhodnocovať personál nemocnice. Keďže nám išlo najmä o čo najväčšie odbremenenie sestier od pravidelného merania teploty a iných parametrov pacientov, hlavnou požiadavkou bola dlhá výdrž batérie. V našich návrhoch sme samozrejme kládli aj dôraz na dodržanie bezpečnosti prenosu citlivých zdravotníckych údajov.

Technológia systému telemon disponuje najmodernejšími metódami ochrany zbieraných údajov. Pri prenose sú informácie v každom momente šifrované a zabezpečené špeciálnou privátnou sieťou. Pri spracovaní údajov v dátovom centre sú využívané špeciálne bezpečnostné postupy a technológie a informácie v žiadnom momente neopúšťajú priestor Európskej únie.

Pri plánovaní APVV projektu sme spoločne s Univerzitou Komenského hľadali hlavného partnera pre oblasť softvérových technológií so zameraním na telemedicínske riešenia. Na základe prieskumu trhu, ktorý sme realizovali,  bola oslovená spoločnosť Goldmann Systems. Po prvých stretnutiach v predprojektovej príprave sme si overili, že zdieľame spoločné ciele a pustili sme sa do prípravy projektu.

Na začiatku sme v to dúfali, ale dnes už vieme, že to tak je. Úspešne skončený́ projekt implementovaný́ vo viacerých slovenských nemocniciach dokázal, že telemedicína má na Slovensku budúcnosť nielen ako riešenie pandemickej situácie COVID-19, ale aj mimo pandémie, pretože minimalizuje vzájomný kontakt lekár – pacient a tým šetrí lekárom čas, ktorý môžu investovať do riešenia akútnejších prípadov.

Na základe pilotných výsledkov, získaných poznatkov a vytvorených partnerstiev, sme sa mohli ako univerzita zapojiť do väčšieho projektu Operačného programu Integrovaná infraštruktúra. V tomto projekte pôsobíme ako hlavný partner ďalšej poprednej slovenskej softvérovej spoločnosti a ďalej rozvíjame naše telemedicínske zariadenia. V našom aktuálnom portfóliu sú dnes 3 typy zariadení. Nový vylepšený typ nositeľného teplomera, multifunkčné nositeľné zariadenie schopné merať teplotu, tep, okysličenie krvi a ďalšie parametre, ako aj EKG holter určený na 24 hodinové monitorovanie srdca. Dnes sme už vo fáze finálnych testov a pripravujeme výrobné podklady pre prvú sériu zariadení určených na certifikáciu ako medicínske pomôcky.

Keďže oblasť telemedicíny je veľmi obšírna, pre úspech je nevyhnutná multidisciplinárna spolupráca. Podľa Ing. Michala Mičjana, PhD. z Fakulty elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity v Bratislave je spolupráca akademickej obce s technologickými spoločnosťami vždy výhodná pre obe strany. Technologické spoločnosti môžu nahliadnuť do metodiky výskumu a univerzita si rozširuje obzory v oblasti technológií, s ktorými sa aktuálne pracuje v komerčnej sfére. Tieto poznatky môžu následne členovia riešiteľských kolektívov preniesť do výučby. Avšak najväčšou výhodou takejto spolupráce je zapájanie študentov do výskumných projektov. Študenti majú možnosť pracovať na aplikovaných projektoch a keď vidia, že aj na univerzite je možnosť pracovať na projektoch s prínosmi pre komerčnú sféru, je jednoduchšie ich prilákať na doktorandské štúdium.

Naším aktuálnym cieľom je dokončiť finálne zariadenia a otestovať ich v reálnom nasadení v počte stoviek až tisícov kusov. Následne bude v našej snahe vypracovať klinickú štúdiu a získať certifikáciu medicínskych pomôcok. Aktuálne tiež hľadáme ďalšie partnerské nemocnice alebo zdravotnícke zariadenia, s ktorými by sme spolupracovali pri dlhodobom testovaní.

V tejto fáze ešte nie je možné používať naše zariadenia v praxi, pretože nie je dokončený certifikačný proces. Zariadenia sa zatiaľ len testujú v rámci spomínaného projektu TeleCovid  313011ASY8 našimi partnerskými nemocnicami, ktoré nám dávajú dôležitú spätnú väzbu pre ďalšiu optimalizáciu.

Na FEI STU sme najviac hrdí na to, že sme v posledných rokoch vytvorili mladý tím hardvérových vývojárov zameraných na výskum a vývoj nových telemedicínskych riešení. Vďaka spomínaným projektom však vzišla aj požiadavka na vytvorenie tímu orientovaného na dátovú analýzu, umelé neurónové siete a strojové učenie. Tento tím má v súčasnosti 9 členov, pričom 5 z nich sú pracovníci s dlhoročnými skúsenosťami a zvyšok tvoria študenti, ktorí majú takto možnosť získavať cenné skúsenosti už počas svojho štúdia. Všetci sa spoločne orientujú na tému merania krvného tlaku pomocou fotopletyzmografie (PPG). Na dosiahnutie tohto cieľa využívajú dátovú analýzu, umelé neurónové siete a zariadenia vyvinuté na FEI STU. V súčasnosti môžeme teda s radosťou skonštatovať, že na téme telemedicíny pracuje na FEI STU približne 25 zamestnancov.

Meranie krvného tlaku pomocou klasického manžetového tlakomera je zdĺhavé, nepraktické a dlhodobo neudržateľné pre kontinuálne a pravidelné monitorovanie krvného tlaku. Tu prichádzajú na scénu PPG senzory, vďaka ktorým môžeme monitorovať krvný tlak pacientov na diaľku v pohodlí ich domova. Za týmto účelom sme vytvorili spomínaný tím zložený z dátových vedcov a softvérových inžinierov. Aktuálne máme hotový prototyp vlastného PPG senzora odosielajúceho namerané údaje do nášho softvéru, kde ich následne spracovávame. Naším cieľom je vyhodnocovať z týchto dát za pomoci umelých neurónových sietí krvný tlak.

Na základe dynamicky sa rozvíjajúceho odboru telemedicíny, ktorý je aj súčasťou predmetu aktivít na FEI STU, sme si uvedomili potrebu multidisciplinárnej spolupráce aj s inými univerzitami na Slovenku. Naším cieľom je vytvorenie partnerstva medzi Slovenskou technickou univerzitou, Univerzitou Komenského a Slovenskou zdravotníckou univerzitou. Na začiatku by to mohlo mať podobu memoranda o spolupráci a vzájomnej súčinnosti pri projektoch týkajúcich sa telemedicíny. V budúcnosti by sme mohli uvažovať napríklad o vytvorení spoločného študijného programu Telemedicína, kde by sa na výučbe mohli podieľať všetky tri univerzity a spoločne tak vzdelávať budúcich špecialistov v tomto odbore.

 

Autori článku:

• Ing. Michala Mičjan, PhD. , FEI STU
• Mgr. Martina Krasňanová, Goldmann Systems