Iš kairės: VU mokslininkų darbo grupės vadovas A. Andrijauskas, „Teltonika Telemedic“ darbuotojas T. Motuzas, „Teltonika Telemedic“ darbuotojas ir Santaros klinikų gydytojas P. Andrijauskas, VU darbo grupės mokslininkas ir Santaros klinikų gydytojas dr. T. Jovaiša, „Teltonika Telemedic“ direktorius M. Osauskas ir darbuotojas T. Zamaras. Tyrėjų grupės asmeninio archyvo nuotrauka
Lietuvos įmonės „Teltonika Telemedic“ užsakymu 2021–2022 m. Vilniaus universiteto (VU) tyrėjų grupė – dr. Audrius Andrijauskas, dr. Tomas Jovaiša, dr. Saulė Švedienė ir dr. Darius Činčikas – atliko mokslinį tyrimą „Dirbtinės plaučių ventiliacijos telemedicinos sistemos kūrimas“. Projekte dalyvavo anesteziologijos- reanimatologijos gydytojai-mokslininkai.
Pasak tyrėjų grupės narių, šis tyrimas ne tik leido sukurti inovatyvius medicinos prietaisus Lietuvos Respublikos ir pasaulinei rinkoms, tačiau ir suteikė mokslininkus praturtinančios patirties bei žinių. Be to, teigiamos naujojo dirbtinės plaučių ventiliacijos (DPV) prietaiso preliminaraus išbandymo išvados skatina tęsti mokslinius tyrimus, siekiant įdiegti ir išbandyti visą sukurtos telemedicinos koncepcijos funkcionalumo apimtį.
Kuo šis projektas svarbus praktinei sveikatos priežiūrai?
Dirbtinė plaučių ventiliacija – tai ligonių gydymui naudojamos priemonės ir prietaisai, kurie palengvina arba visiškai perima įkvėpimo ir iškvėpimo funkcijas, kai ligonio būklė (anestezija arba liga) sutrikdo normalią kvėpavimo veiklą.
Pirmasis prietaisas – „metaliniai plaučiai“ – buvo sukurti dar 1928 m. Vėliau šie prietaisai buvo tobulinami beveik šimtą metų. Nors gali atrodyti, kad „pūsti“ orą į plaučius neturėtų būti sudėtinga, DPV sistemos atlieka daug sudėtingų, grįžtamuoju ryšiu paremtų manipuliacijų oro ir dujų srautu, temperatūra, drėgme, slėgiu, įkvėpimo ir iškvėpimo dažniu bei trukme ir eile kitų parametrų. Tai būtina tam, kad paciento organizmas galėtų prisitaikyti prie klinikinės situacijos.
Vis didesnė DPV valdymo dalis vykdoma automatiniu (uždaros grandinės) ir pusiau automatiniu būdu, tačiau ženkli jo dalis tenka medicinos personalui. Operacinėje anestezijos metu bei gydant pacientus reanimacijos skyriuose ši užduotis tenka gydytojams anesteziologams-reanimatologams. Todėl ventiliacijos režimų valdymo tikslais gydytojai turi prieiti prie DPV prietaiso ir atlikti valdymo veiksmus ranka. Taigi, gydant infekuotus pacientus, medicinos personalui yra būtina įeiti į užsikrėtimo pavojų sukeliančią aplinką. Taip pat naudoti apsaugines priemones, kurios sukelia ženklų diskomfortą, riboja judesius, didina prakaitavimą bei apsunkina komunikaciją tarp personalo. Tikimybė užsikrėsti didėja su ilgėjančia buvimo toje patalpoje trukme bei apsilankymų joje skaičiumi. Tai mažai nuo personalo priklausantys faktoriai, nes juos sąlygoja ventiliuojamo paciento būklė.
Dėl viruso sukeliamo sukaus plaučių pakenkimo COVID-19 pandemijos metu ženkliai padidėjo pacientų skaičius, kuriems būtina DPV. Ji buvo būtina apie 5 proc. susirgusiųjų. To pasekoje pasaulio mastu pasireiškė ne tik asmens apsaugos priemonių, bet ir DPV prietaisų bei personalo trūkumas (nes vis daugiau medikų patys susirgdavo). Taigi, iš šios situacijos galimos išeitys buvo sekančios – gaminti daugiau asmens apsaugos priemonių ir DPV prietaisų bei skubos tvarka kurti nuotolinį DPV monitoringą bei valdymą – telemedicinos aplikaciją. JAV buvo vienintelė pasaulio šalis, kuri išimties tvarka išskirtinai pandemijos metu leido naudoti keletą DPV prietaisų su prototipinėmis telemedicinos platformomis. Iki pastarosios pandemijos telemedicinos panaudojimas DPV srityje buvo laikomas neginčijamu tabu, dėl to jos kūrimas nebuvo vykdomas. Todėl tai yra visiškai nauja mokslo tyrimų sritis, kurioje, bendradarbiaujant universitetams ir pramonės įmonėms, kol kas dar slapta yra kuriamos ir išbandomos naujausiomis technologijomis paremtos DPV telemedicinos sistemos.
Sukurtos inovacijos buvo įtrauktos į Teltonika Telemedic pateiktą patento paraišką, kurios bendraautoriai yra ir VU mokslininkai, gydytojai anesteziologai-reanimatologai – dr. Audrius Andrijauskas (stovi antras iš kairės) ir dr. Tomas Jovaiša (stovi pirmas iš kairės). Tyrėjų grupės asmeninio archyvo nuotrauka
Teltonika Telemedic įmonės užsakymu VU Medicinos fakulteto Anesteziologijos ir reanimatologijos klinikos darbo grupė atliko inovatyvios telemedicinos aplikacijos koncepcinių pagrindų sukūrimą šios įmonės kuriamam naujos kartos DPV prietaisui. Darbo grupei vadovavo dr. Audrius Andrijauskas. Telemedicinos aplikacijos funkcijos apėmė ne tik nuotolinį keleto DPV prietaisų ekranų monitoringą (stebėjimą), bet ir DPV prietaisų valdymą. Projekto metu sukurtame ir preliminariai išbandytame prototipe buvo panaudotas tik nuotolinis monitoringas, o nuotolinio valdymo dalis palikta sekantiems sistemos vystymo etapams. Svarbu paminėti dar vieną svarbią inovaciją – tai paciento padėties keitimo chronometrija. Paciento padėties keitimas, nustatytais laiko intervalais paverčiant ligonį ant pilvo, tapo įprastine gydymo priemone, gerinant ventiliuojamo COVID-19 sergančio paciento oksigenaciją ir mažinant plaučių pakenkimą. Priemonės efektyvumui itin svarbu laikytis paciento padėties keitimo laiko grafiko, dėl ko tam buvo naudojamos įvairios savadarbės informavimo priemonės, kurios reikalavo laiko ir pastangų, o ir negarantavo savalaikio personalo informuotumo apie laiko grafiko pakeitimus, atsižvelgiant į paciento būklės kitimą. Sukurta paciento padėties ir laiko režimo atvaizdavimo DPV ekrane aplikacija taip pat buvo pritaikyta ir išbandyta šio tyrimo metu. Minėtos inovacijos buvo įtrauktos į Teltonika Telemedic pateiktą patento paraišką, kurios bendraautoriai yra ir VU mokslininkai, gydytojai anesteziologai-reanimatologai – dr. Audrius Andrijauskas ir dr. Tomas Jovaiša.
Siekiant nešališko pirminio šių inovacijų panaudojamumo išbandymo, jį atliko LSMU mokslininkai kartu su LSMU ligoninės gydytojais anesteziologais-reanimatologais. Baigiamąjį išbandymą atliko inovaciją kūrusi VU darbo grupė kartu su VU Santaros klinikų gydytojais. Teigiamos išbandymų išvados ir pateiktos rekomendacijos tolesniam vystymui skatina tęsti pradėtus darbus. Klinikinis panaudojimas bus galimas po išsamių tyrimų ir atitinkamo sertifikavimo. Žinoma, tam yra būtina, kad DPV telemedicinos aplikacijoms būtų suteikta „žalia šviesa“ teisiniais aspektais, t.y. būtu panaikintas šiuo metu galiojantis draudimas jas naudoti klinikinėje praktikoje. Tai neabejotinai įvyks, nes pandemijos tikrai nutiks ir ateityje, dėl ko būtina pasiruošti joms. Tikimasi, kad inovacijos prisidės saugant DPV dirbančių gydytojų sveikatą ir optimizuos pacientų slaugą bei gydymą.
Kuo šis mokslinis tyrimas yra svarbus jį atlikusiems tyrėjams?
VU MF anesteziologijos-reanimatologijos klinikos mokslininkų ir gydytojų darbo grupei šis mokslinis tyrimas labiausiai svarbus buvo dėl to, kad jo tikslas buvo sukurti pagrindus technologijai, kuri leis nuotoliu stebėti ir valdyti DPV prietaisus. Tai pasaulinio lygio inovacija, nes šiuo metu nei vienas klinikinėje praktikoje naudojamas DPV prietaisas neturi tokios funkcijos. Paminėtina, kad DPV, tai – viena iš dažniausiai taikoma organų funkcijos palaikymo priemonių, skirta ypatingai sunkių būklių pacientų gydymui. Vien Lietuvoje DPV kasmet taikoma tūkstančiams pacientų, gydomų reanimacijos skyriuose.
Nuotolinė stebėsena ir valdymas leis ženkliai sumažinti įvairių infekcijų plitimo riziką gydymo įstaigose. Medicinos personalas mažiau laiko praleis infekuotoje patalpoje, keisdami DPV parametrus prietaise, kuris stovi šalia infekuoto ventiliuojamo paciento. Tai ne tik sumažins riziką dirbančiam personalui, bet ir infekcijos perdavimo riziką kitiems pacientams. Kitas svarbus inovatyvus sprendimas yra paciento pozicionavimo protokolo chronometrinis sekimas ir pozicionavimo komandos informavimas apie laiką, kada numatyta keisti paciento padėtį lovoje – guldyti ant pilvo ar grąžinti į padėtį ant nugaros. Paciento padėties vizualinė ikona ir laikmatis tapo naujojo ventiliatoriaus ekrano dalimi. Tai itin svarbu paciento gydymo sėkmei bei optimaliam pozicionavimo komandos darbo organizavimui.
Ši nuotolinio stebėjimo ir valdymo inovacija taip pat atveria duris tolimesnėms ir platesnėms DPV prietaisų inovacijoms. Ši inovacija leis integruoti žymiai daugiau klinikinės informacijos apie pacientą vienoje platformoje sukuriant galimybes dar platesnius grįžtamojo ryšio ir dirbtinio intelekto technologijų panaudojimui. Svarbu pažymėti, kad VU darbo grupės mokslininkai patys dirba klinikinį darbą ir gydo pacientus reanimacijos ir intensyvios terapijos skyriuose, todėl projekto rezultatai jiems asmeniškai buvo labai svarbūs, nes šių inovacijų įdiegimas padidins ir jų pačių darbo saugumą bei užtikrins fizinio-psichologinio krūvio optimizavimą.
Mokslininkų teigimu, šis mokslinis tyrimas reikšmingas ir tuo, kad buvo įgyvendinti visi išsikelti uždaviniai. Pradedant projektą mokslininkai nebuvo tikri, kad visus uždavinius pavyks įgyvendinti, nes iki šiol DPV telemedicinos aplikacijos nebuvo kuriamos. Todėl tai yra visiškai nauja mokslo tyrimų sritis, kurioje šiuo metu kuriami ir išbandomi naujausiomis technologijomis paremti prietaisai.
Tyrėjų grupės asmeninio archyvo nuotrauka
Tad tai buvo didelis mokslinis iššūkis. Grupės DPV prietaisų nuotolinio valdymo algoritmuose teko numatyti veiksmus, kuriuos teko numatyti, naudojant klinikine patirtimi paremtas situacijų simuliacijas, o tai nebuvo įmanoma be vaizduotės pagalbos, nes mokslininkai niekada nebuvo nei monitoravę, nei valdę keleto ventiliatorių vienu metu ir svarbiausia – visiškai nematant pacientų. Buvo būtina, kad gydytojo nuotolinių veiksmų algoritmai užtikrintų atitinkamus pacientų saugos standartus. Be to, buvo numatyta ir būtina grupės DPV prietaisų valdymo komandos sudėtis, kurioje slaugytojai, esantys šalia pacientų, yra nuotoliu dirbančio gydytojo „akys ir ausys“. Todėl ir nuolatinis belaidis ryšys tarp nuotolyje esančio gydytojų ir slaugytojų yra būtina sąlyga.
Sukurtus algoritmus teko „apginti“ prieš IT specialistus. Interdisciplininėse diskusijose ir pasitarimuose išverčiant medicininę kalbą į technologinę ir programinę kalbą (ir atvirkščiai) svarbų darbą atliko tyrimo užsakovo Teltonika Telemedic įmonėje ekspertu dirbantis VU Santaros klinikų gydytojas anesteziologas-reanimatologas Povilas Andrijauskas. Atliekant pirminį sukurto prototipo išbandymą, VU darbo grupei talkino VU Santaros klinikų gydytojai-reanimatologai.
Kuo šis tyrimas yra svarbus Vilniaus universitetui?
Pasak tyrėjų komandos, šis tyrimas buvo svarbus tuo, kad kuriant inovatyvius medicinos produktus, skirtus ne tik Lietuvos Respublikos, bet ir pasaulinei rinkoms, buvo tęsiamas ir išplečiamas bendradarbiavimas su pramonės įmonėmis. Taip pat ženkliai išaugo VU mokslininkų patirtis, žinios bei reputacija. Teigiamos naujojo DPV prietaiso preliminaraus išbandymo išvados skatina tęsti mokslinius tyrimus, siekiant įdiegti ir išbandyti visą mokslininkų sukurtos telemedicinos koncepcijos funkcionalumo apimtį. Mokslinio tyrimo rezultatai iš dalies įtraukti į Teltonika Telemedic pateiktą patento paraišką, kurios bendraautoriais yra VU mokslininkai dr. A. Andrijauskas ir dr. T. Jovaiša.