Vesta monitoruje funkci plic
Více než dvě století je stetoskop standardním nástrojem lékařů a jedním ze symbolů této profese. Nyní jeho funkci může do značné míry převzít novinka vyvinutá vědci z Fraunhoferova institutu pro keramické technologie a systémy IKTS v Berlíně.
V rámci projektu Pneumo.Vest vytvořili výzkumníci speciální textilní vestu s integrovanými akustickými senzory, která představuje vysoce výkonný doplněk k tradičnímu stetoskopu. Namísto ručního provádění poslechového vyšetření, tzv. auskultace, na různých místech stetoskopem je použito několik piezokeramických akustických senzorů, integrovaných do přední i zadní části vesty, aby registrovaly jakýkoli hluk vytvářený plícemi v hrudníku.
Softwarový program zaznamenává signály a elektronicky je zesiluje, zatímco plíce jsou vizuálně zobrazeny na displeji. Protože software zná polohu každého jednotlivého senzoru, může přiřadit data jeho přesné poloze, což vytváří detailní akustický i optický obraz ventilační situace všech částí plic. Jelikož systém trvale shromažďuje data, vyšetření mohou probíhat kdykoli i v nepřítomnosti nemocničního personálu.
Rozšiřuje možnosti stetoskopu
Technologie byla původně navržena pro pacienty s dýchacími cestami, ale osvědčila se také pro lidi v pečovatelských zařízeních a pro použití ve spánkových laboratořích. Může být též použita pro školení mladých lékařů.
„Pneumo.Vest se nesnaží učinit stetoskop zbytečným a nenahrazuje dovednosti zkušených pneumologů. Auskultace, nebo dokonce CT vyšetření plic však vždy představují snímek v době vyšetření, zatímco naše technologie ukazuje stav plic za určité časové období, např. za předchozích 24 hodin. Umožňuje tak nepřetržitě monitorovat plíce stejným způsobem, jako dlouhodobé EKG, i když pacient není připojen k přístrojům u lékaře,“ vysvětluje. Ralf Schallert z Fraunhofer IKTS.
Pomoc algoritmů strojového učení
Spolu s akustickými senzory je jádrem vesty software pro zobrazování a analýzu dat, s jehož pomocí může lékař zobrazit na displeji akustické dění v konkrétních jednotlivých oblastech plic. Použití algoritmů v digitálním zpracování signálů umožňuje cílené vyhodnocení akustických signálů, např. odfiltrovat srdeční tep nebo zesílit charakteristické frekvenční rozsahy, takže zvuky plic, jako je šelest nebo sípání, jsou mnohem lépe slyšet.
Kromě toho výzkumníci z IKTS vyvíjejí algoritmy strojového učení, které v budoucnu budou schopny strukturovat a klasifikovat složité okolní zvuky v hrudníku, pneumolog poté provede jen konečné posouzení a diagnostiku. Pacienti, kteří vestu budou nosit, se mohou zotavit, aniž by byli neustálé sledování zdravotnickým personálem. Mohou se pohybovat víceméně volně, a přesto jsou jejich plíce nepřetržitě monitorovány.
První testy s pracovníky Univerzitní kliniky anesteziologie a intenzivní terapie Univerzity v Magdeburgu ukázaly, že koncept je v praxi úspěšný.
„Pneumo.Vest řeší přesně to, co potřebujeme. Slouží jako nástroj, který rozšiřuje naše diagnostické možnosti a odlehčuje nemocničnímu personálu. Kombinace akustických senzorů, vizualizace i algoritmy strojového učení budou schopny spolehlivě rozlišit řadu různých plicních zvuků,“ vysvětluje Dr. Alexander Uhrig z nemocnice Charité – Universitätsmedizin Berlin.
Vladimír Kaláb
Foto: Fraunhofer IKTS
57
.gif)
