Mundur, który monitoruje stan zdrowia żołnierza - nowy projekt Wojskowej Akademii Technicznej

System oparty na monitorowaniu parametrów życiowych żołnierza poprzez jego mundur pomoże służbom medycznym i dowódcom w podejmowaniu szybkiej decyzji o kolejności ewakuacji i udzieleniu szybkiej pomocy poszkodowanym na polu walki. W tym roku konsorcjum pod kierunkiem WAT kończy prace projektowe.

Sensory badające czynności życiowe

.Pomiar parametrów życiowych w ruchu, w czasie aktywności żołnierza wymaga specyficznych sensorów, które składają się na system opracowany przez ekspertów z Wydziału Elektroniki Wojskowej Akademii Technicznej (WAT), Wojskowego Instytutu Medycznego (WIM) oraz firmy TELDAT. Testy poligonowe i kliniczne potwierdziły, że sensory te rejestrują dane porównywalnie z profesjonalnymi urządzeniami medycznymi, a informacje można przesyłać bez utraty jakości.

„Stwarza nam to okazję do podjęcia dalszych prac związanych z doprowadzeniem demonstratora SWD-EwMED do IX poziomu gotowości technologicznej i ostatecznie wdrożenia naszego rozwiązania w Wojsku Polskim, a w szczególności w nowo tworzonych Wojskach Medycznych” – ocenił kierownik projektu z WAT dr inż. Piotr Łubkowski.

Medycy z WIM-PIB oceniają, że wdrożenie systemu przekłada się bezpośrednio na bezpieczeństwo żołnierzy. Na podstawie ciągłego pomiaru parametrów życiowych przez mundur i jego sensory, żołnierze automatycznie kwalifikowani są do grup oznaczonych kolorami zielonym, żółtym, czerwonym lub niebieskim, co ułatwia pracę medykom i daje możliwość natychmiastowego dotarcia do potrzebujących żołnierzy na miejscu zdarzenia.

Jak wyjaśnia rzecznik WIM-PIB Mariusz Gierej, naukowcy wypracowali miarodajny zbiór parametrów wspierających proces podejmowania decyzji o ewakuacji żołnierza lub wysłaniu pomocy medycznej, w którym wykorzystywany jest także system JAŚMIN, który pokazuje informacje o stanie zdrowia żołnierzy rozmieszczonych na mapie przeznaczonej dla wojskowych służb medycznych. Wojskowi medycy identyfikują rannych żołnierzy, stosując – zgodnie z obowiązującymi w NATO normami – określone kryteria determinujące kolejność udzielanej pomocy.

Jak wyjaśnił dr inż. Piotr Łubkowski z Wydziału Elektroniki WAT, sensory będą mogły zostać zamontowane w koszulce i kominiarce. Zmierzą one: tętno, częstość oddechu, ciśnienie krwi i saturację, czyli nasycenie krwi tlenem oraz temperaturę skóry i aktywność fizyczną. Są to typowe parametry, które informują o bieżącej kondycji ludzkiego organizmu. Zastosowane wyposażenie umożliwia także informowanie o krytycznych problemach ze zdrowiem wynikających z urazu, występowaniu otwartych ran czy innych uszkodzeń ciała doznanych podczas działania na polu walki i nie tylko.

Dodatkowo mundur z systemem SWD-EwMED zidentyfikuje pozycję żołnierza, zatem znana będzie informacja o tym, czy monitorowany człowiek się przemieszcza, zatrzymał się czy może upadł. Kierownik projektu podkreślił, że warunków bojowych nie da się w pełni przewidzieć i kontrolować. Dlatego niewystarczające jest monitorowanie żołnierzy poprzez popularne smartwatche połączone z aplikacją, używane m.in. przez biegaczy. Na polu walki występuje znacznie większa dynamika. Dowództwo i służby medyczne muszą mieć jak najwięcej informacji o żołnierzu, aby – gdy zajdzie taka potrzeba – podjąć decyzję o jego ewakuacji, a następnie w prosty sposób przekazać zebrane dane medyczne w formie karty pacjenta do szpitala.

Nowoczesny mundur pomoże ratować życie

.Elektronicy z WAT we współpracy z medykami z WIM wypracowali miarodajny zbiór parametrów niezbędnych do tego, aby podjąć decyzję o ewakuacji żołnierza lub wysłaniu pomocy medycznej.

Człowiek, którego parametry nie odbiegają od normy, będzie oznaczony w systemie kolorem zielonym. W przypadku problemów użyty zostanie kolor żółty, natomiast kolor czerwony będzie oznaczał pilną potrzebę pomocy.

System analizy i wnioskowania, będący elementem SWD-EwMED, będzie przekazywał kompleksową informację w postaci graficznej i tekstowej do dyżurnego medyka wraz z pełnym wykazem danych w postaci parametrów życiowych. Informacja o stanie zdrowia żołnierza prezentowana będzie w formie graficznej na mapie. Z graficzną reprezentacją informacji o stanie zdrowia żołnierza skojarzona jest „karta pacjenta”, która zostaje wyświetlona po wybraniu ikony reprezentującej monitorowanego żołnierza. System wspiera lekarza, jednak nie podejmuje za niego decyzji. Do uruchomienia procesu ewakuacji medycznej niezbędna będzie decyzja doświadczonego medyka.

Zespół ewakuacji medycznej, który będzie przemieszczał się do żołnierza, w czasie rzeczywistym będzie informowany o jego lokalizacji i aktualnym stanie zdrowia. Lekarz będzie miał dostęp do elektronicznej karty pacjenta, podobnie jak obecnie ratownicy medyczni w karetkach.

Mundur raportujący o stanie zdrowia żołnierza powstaje przy dofinansowaniu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu „Szafir”.

Michał KLEIBER, redaktor naczelny „Wszystko Co Najważniejsze”, profesor zwyczajny w Polskiej Akademii Nauk, Prezes PAN 2007-2015 oraz minister nauki i informatyzacji 2001-2005 opisuje parę spośród wielu obszarów stosowania nowych technologii w opiece zdrowotnej.

Wykorzystywanie sztucznej inteligencji (SI). SI w ochronie zdrowia oznacza wykorzystywanie zaawansowanego oprogramowania naśladującego poznawcze zdolności człowieka do analizy danych medycznych i sugerowanie na tej podstawie diagnozy i ewentualnych działań leczniczych. Innymi słowy, SI jest zdolnością komputerowych algorytmów do formułowania przydatnych dla lekarzy opinii w złożonych problemach medycznych. Zastosowania SI różnią się istotnie od tradycyjnych metod medycyny możliwością pozyskiwania wielkiej liczby informacji, ich przetwarzania i podejmowania na tej podstawie działań. Fundamentalną cechą stosowanych algorytmów jest ich zdolność do uczenia się na drodze rozpoznawania cech charakteryzujących przetwarzane dane i tworzenia na tej podstawie opinii na temat analizowanego problemu. 

Zdalne monitorowanie pacjenta (RPM – remote patient monitoring). RPM to ważne uzupełnienie spopularyzowanej w czasie pandemii telemedycyny, umożliwiające zdalne przekazywanie lekarzowi informacji o pacjencie. Pozwala to na znaczne obniżenie kosztów leczenia i przyspiesza czas lekarskiej reakcji na objawy chorobowe. Telemedycyna – zdalne usługi kliniczne – jest naturalnym następstwem stosowanych już od dłuższego czasu metod określanych mianem telezdrowia, obejmujących rejestrowane przez smartfony informacje niekliniczne, takie jak liczba wykonanych kroków, ciśnienie krwi i tętno, wzorce snu czy elektrokardiogram, i przekazujące te dane w trybie ciągłym do centrum diagnostycznego. System może także przypominać o porach zażywania właściwych leków i zachęcać do zachowań prozdrowotnych Zaawansowane badania prowadzone są dzisiaj także w zakresie opracowywania wynalazków do stosowania wewnątrz organizmu (np. połykane kapsułki przesyłające zmierzone wartości poziomu glukozy bądź obrazy z wnętrza organizmu), a także urządzeń implantowalnych. 

Wnikliwa analiza obrazowania medycznego – zdjęć rentgenowskich, rezultatów rezonansu magnetycznego czy tomografii komputerowej. Stwierdzono na przykład, że opracowany w Australii i bazujący na sztucznej inteligencji program XRAIT diagnozuje na podstawie zdjęć rentgenowskich osteoporozę znacznie trafniej niż najbardziej doświadczeni lekarze. Dalsze zastosowania precyzyjnej analizy obrazów medycznych wykorzystującej olbrzymie bazy danych porównawczych będą z pewnością niebawem się pojawiać.

Rzeczywistość rozszerzona (AR – augmented reality) i rzeczywistość wirtualna (virtual reality). AR i VR to podstawy wielu ciekawych zastosowań w obszarze ochrony zdrowia. VR może np. wspomagać tradycyjną edukację medyczną, zapewniając szkolenie symulacyjne. Umożliwiając wirtualne zwiedzanie placówki medycznej, działa uspokajająco na pacjentów, zapoznając ich z czekającymi ich zabiegami, wykorzystywana jest także w fizjoterapii, wspomagając pacjentów w walce z bólem. Dostępne już okulary AR pozwalają chirurgom widzieć np. wnętrze ciała pacjenta poprzez nakładanie danych z uprzednio wykonanych skanów, istotnie wspomagając stosowane procedury chirurgiczne.

Robotyka chirurgiczna. Niezwykle szybko poszerzają się możliwości medycznych zastosowań robotów, które wspomagają chirurgów w przeprowadzaniu zabiegów, dokonując na bieżąco szczegółowej analizy obrazu pola operacyjnego. Chirurgia robotyczna jest małoinwazyjna i bardziej chroni przed infekcją. Dowodem postępu jest wykorzystywany także w Polsce robot da Vinci – wprowadzenie szybkich internetowych połączeń 5G umożliwi wkrótce zdalne przeprowadzanie operacji z udziałem specjalistów z nawet bardzo odległych szpitali. Niebawem spodziewać się możemy wykorzystywania nanorobotów wędrujących w organizmie pacjenta. 

Neuroprotetyka. Prowadzone są obecnie badania w zakresie interfejsów mózg-komputer, czyli implantów mózgowych. Pierwsze ważne osiągnięcia na tym polu są już stosowane. Należą do nich implanty ślimakowe i implanty siatkówkowe, zapewniające odpowiednio dobre słyszenie i dobry wzrok. Prowadzone są również prace nad implantami mózgowymi na przykład dla osób z urazami rdzenia kręgowego. 

Inżynieria biomedyczna. Obecnie postęp w medycynie w dużym stopniu zależy od wspomagania inżynierskiego w zakresie nowoczesnej aparatury i wielu innych metod służących ochronie zdrowia. Badania i wdrożenia w tej dziedzinie stają się dzisiaj w wielu przypadkach równie ważne dla efektów diagnostyki i terapii medycznej, jak wiedza czysto biomedyczna – w istocie wielu ekspertów twierdzi dzisiaj, że dalszy rozwój technologii w dziedzinie inżynierii biomedycznej jest jedyną drogą do poprawy systemów ochrony zdrowia czy wręcz do rozwiązania niezwykle skomplikowanych problemów stojących przed tymi systemami praktycznie we wszystkich krajach. Przykładem przewidywanych za parę lat rewolucyjnych dokonań inżynierii biomedycznej może być zaawansowany system czujników i pomp sterowanych komputerem – tzw. sztuczna trzustka – który ma całkowicie zmienić metody walki z cukrzycą.