Specjalny radar do zdalnego monitorowania stanu zdrowia pacjentów to jeden z projektów wyróżnionych w pierwszej edycji Nagrody Uczelni Fahrenheita. O tym, jak doszło do jego powstania i czy urządzenie trafi do powszechnego użytku, opowiada prof. dr hab. Andrzej Czyżewski, kierownik Katedry Systemów Multimedialnych Politechniki Gdańskiej.

Czym jest bezkontaktowe monitorowanie parametrów życiowych?

Prof. dr hab. Andrzej Czyżewski: Jest to inny sposób monitorowania stanu zdrowia. Zazwyczaj monitorowanie stanu zdrowia wymagało podłączenia pacjentom różnych urządzeń i czujników. Pandemia to utrudniła. Stało się to też niebezpieczne dla personelu medycznego, bo niezbędny jest tu fizyczny kontakt. Przy monitorowaniu bezkontaktowym wystarczy, by niezbędne urządzenia zostały zlokalizowane w pomieszczeniu, w którym znajduje się pacjent.

Co sprawiło, że Pański zespół zajął się tym projektem?

Kiedy wybuchła pandemia, na Politechnice Gdańskiej ruszył program mini grantów związany z programem IDUB (Uczelnia Badawcza). Zaproponowaliśmy projekt pt. “Badania i rozwój technologii do celu monitorowania stanu pacjentów z zakażeniem SARS COVID 2 w warunkach klinicznych i domowych” i go zrealizowaliśmy.

Gdański Uniwersytet Medyczny, z którym współpracowaliśmy (zrealizował wstępne badania kliniczne prototypowych urządzeń), dostrzegł potencjał dalszego zastosowania tego rozwiązania. Pandemia przygasła, natomiast potrzeba monitorowania oddechowego pacjentów występuje stale, bo jest bardzo wiele chorób, które tego wymagają.

Skąd wzięło się zainteresowanie akurat taką tematyką?  

Cóż, pracuję w Katedrze Systemów Multimedialnych, gdzie realizujemy tego typu projekty. W ramach projektu Admedvoice pracujemy nad rozpoznawaniem mowy personelu medycznego w języku polskim w celu automatycznego głosowego wypełniania dokumentacji medycznej. Zajmowaliśmy się między innymi projektami związanymi z technologią na rzecz inteligentnych miast (Smart City).

Z medycyną mam kontakt od bardzo dawna. We współpracy z lekarzami udało nam się wprowadzić na rynek kilka rozwiązań, z których najbardziej znany jest system badań przesiewowych słuchu, wzroku i mowy, wdrożony na szeroką skalę przez Instytut Fizjologii i Patologii Słuchu w Warszawie. Opracowaliśmy również Cyberoko. Pozwala ono na komunikowanie się z pacjentami sparaliżowanymi, którzy nie mogą się kontaktować z otoczeniem. Nasze doświadczenie medyczne jest dosyć duże. Mamy rozwiniętą współpracę z lekarzami – ostatnio z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym. W tym projekcie brali udział prof. Krzysztof Narkiewicz i jego zespół.

Gdy wybuchła pandemia, to wydawało nam się, że powinniśmy wziąć udział w tego typu projektach. Złożyliśmy wniosek na dofinansowanie działań – otrzymane z Politechniki Gdańskiej środki były stosunkowo nieduże, ale pozwoliły na pokrycie części kosztów.

źródło: materiał rozmówcy

Na jakim etapie jest obecnie projekt?

Stworzyliśmy prototyp urządzenia. Jest już po wstępnych badaniach klinicznych w Gdańskim Uniwersytecie Medycznym z udziałem około 30 pacjentów. Opracowaliśmy wyniki, powstały publikacje. Projektem zainteresował się prywatny przedsiębiorca, który złożył wniosek do Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości. Ubiega się, zatem o środki. Jeżeli je otrzyma, nastąpi komercjalizacja. A wtedy prototyp powinien trafić do produkcji.

Z czego składa się prototyp?

Jest to niewielkie pudełko zawierające radar. Można je postawić np. na stole czy przy łóżku pacjenta. Monitoruje zdalnie oddech i rytm serca. U góry ma wyświetlacz, gdzie można śledzić dane. Czujnik radarowy pochodzi z naszego innego projektu – inteligentnego znaku drogowego. Oczywiście wymagał przebudowy i przeróbki, żeby stał się urządzeniem dla pacjentów. Jak widać, prace badawcze i wdrożeniowe na styku różnych dyscyplin przynoszą korzyści. I to staramy się robić w naszej katedrze.

Na Gdańskim Uniwersytecie Medycznym stosowano dotychczas rodzaj pasa oddechowego, który między innymi spełnia podobne funkcje. Jest on jednak dość kosztowny. Rozwiązanie, które wspólnie z naukowcami z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego oraz Uniwersytetu Gdańskiego zaproponowaliśmy, Nasze rozwiązanie mogłoby go zastąpić. Chorzy zgłaszający się do klinicznego oddziału ratunkowego często skarżą się na duszności i inne objawy niewydolności oddechowej. To mogłoby pomóc w leczeniu.

Przy projekcie współpracowały zespoły z trzech gdańskich Uczelni Fahrenheita. Jak pan ocenia tę współpracę?

Najważniejsza dla nas była współpraca z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym. Zespół profesora Krzysztofa Narkiewicza zaangażował się bardzo mocno od samego początku. Właściwie co tydzień spotykaliśmy się zdalnie po to, żeby pracować nad rozwojem koncepcji. Później nasi koledzy lekarze przeprowadzili wymagające badania, które dokumentowali. Są współautorami publikacji, które się ukazały na ten temat, więc była to absolutnie modelowa współpraca.

O tym, że współpraca z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym jest dobra, świadczy m.in. to, że z profesorem Narkiewiczem obecnie realizujemy kolejny projekt: adaptacyjny system inteligentnego przetwarzania mowy lekarzy wraz ze strukturalizacją wyników badań i wspomaganiem procesu terapeutycznego.

W przypadku Uniwersytetu Gdańskiego dyskutowaliśmy m.in. o wykorzystaniu obliczeń kwantowych, które można zastosować później do automatycznej diagnozy stanu pacjenta. Przydatną funkcją tego urządzenia byłoby, gdyby samo sygnalizowało jakieś odstępstwa oddechowe, czy próbowało zakwalifikować pacjenta do różnych grup ryzyka czy chorób. To jest temat przyszłościowy. I w tej dziedzinie zapoczątkowaliśmy współpracę z zespołem profesora Pawłowskiego z Uniwersytetu Gdańskiego. Myślę, że będziemy ją kontynuowali.

Państwa projekt otrzymał wyróżnienie w pierwszej edycji konkursu Nagrody Uczelni Fahrenheita. Czy miało to jakiś wpływ na projekt?

Jest to na pewno motywujące i pewnie ma znaczenie też dla przedsiębiorcy, który się zainteresował tym rozwiązaniem. Na uczelni prowadzi się bardzo dużo, setki projektów. Czasami sam jestem zaskoczony, gdy widzę statystyki. Jest wiele wydziałów, katedr, zespołów, laboratoriów itd. Nie każdy projekt przebija się do etapu wdrożenia, czy ma szanse na szerszą promocję, nawet medialną. Tak więc wyróżnienie projektu od razu lokuje go w pierwszej lidze, więc ma to dla nas znaczenie.

Czy powstanie Związku Fahrenheita, ułatwiło współpracę między uczelniami?

Zawsze istniała współpraca. Ale klimat dla niej jest coraz lepszy. Objęcie patronatu nad tą współpracą przez Związek Uczelni sprawia, że staje się on bardziej prestiżowy. 

I został dostrzeżony przez media.

Biuro prasowe Politechniki Gdańskiej naliczyło 32 doniesienia medialne. To był gorący temat w okresie pandemii, więc dobrze trafiliśmy z promocją.

 -----

prof. dr hab. Andrzej Czyżewski od ponad 30 lat kieruje Katedrą Systemów Multimedialnych na Politechnice Gdańskiej. Jest autorem ponad 600 publikacji oraz trzech książek i 30 patentów, a także współautorem kilkunastu opracowań wdrożonych do produkcji. Jego zainteresowania naukowe związane są m.in. z inżynierią danych fonicznych i wizyjnych, przetwarzaniem sygnałów i uczeniem maszynowym. Pod kierownictwem prof. Andrzeja Czyżewskiego w Politechnice Gdańskiej zrealizowano do tej pory ponad 40 projektów badawczych, w tym 7 projektów Unii Europejskiej.

Projekt zgłoszony do Nagrody Uczelni Fahrenheita to efekt prac między Katedrą Systemów Multimedialnych (WETI PG) oraz Kliniką Nadciśnienia Tętniczego i Diabetologii (Wydział Lekarski GUMed), do których dołączył także zespół Międzynarodowego Centrum Teorii Technologii Kwantowych UG. W efekcie opracowanego rozwiązania naukowo-technologicznego w 2022 r. przeprowadzone zostały badania kliniczne, analizy danych i optymalizacje, dzięki czemu możliwe jest wprowadzenie w przyszłości na rynek medyczny innowacyjnej metody bezkontaktowego monitorowania parametrów życiowych pacjentów.

Współpraca zespołów funkcjonujących w ramach trzech uczelni pozwala na uzyskiwanie interdyscyplinarnych wyników, udział w spodziewanych dochodach z przyszłych wdrożeń, jak również rozwój kadrowy zespołów zajmujących się rozwijaniem technologii i prowadzeniem zaawansowanych badań naukowych, które łączą ze sobą obszary informatyki, medycyny oraz metod opartych na sztucznej inteligencji z udziałem obliczeń kwantowych.