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 ir pasaulinei rinkoms, bet ir suteikė mokslininkus praturtinančios patirties bei žinių. Be to, teigiamos naujojo dirbtinės plaučių ventiliacijos 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 (DPV) – 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 sukurtas 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 keletu 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 svarbi jo dalis tenka medicinos personalui. Operacinėje anestezijos metu ir 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 būtina naudoti apsaugines priemones, kurios sukelia diskomfortą, riboja judesius, didina prakaitavimą ir apsunkina komunikaciją tarp personalo. Tikimybė užsikrėsti didėja su ilgėjančia buvimo toje patalpoje trukme ir apsilankymų joje skaičiumi. Tai mažai nuo personalo priklausantys faktoriai, nes juos lemia ventiliuojamo paciento būklė.

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 nuotr.

Dėl viruso sukeliamo sunkaus plaučių pakenkimo COVID-19 pandemijos metu smarkiai padidėjo pacientų, kuriems būtina DPV, skaičius. Jis sudarė apie 5 proc. susirgusiųjų. Dėl to pasaulyje pasireiškė ne tik asmens apsaugos priemonių, bet ir DPV prietaisų bei personalo trūkumas (nes vis daugiau medikų patys susirgdavo). Taigi iš šios situacijos buvo galimos dvi išeitys – gaminti daugiau asmens apsaugos priemonių bei DPV prietaisų ir skubos tvarka kurti nuotolinį DPV monitoringą bei valdymą – telemedicinos programą. 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 ji nebuvo kuriama. Tai 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.

„Teltonika Telemedic“ įmonės užsakymu VU Medicinos fakulteto Anesteziologijos ir reanimatologijos klinikos darbo grupė parengė inovatyvios telemedicinos programos koncepcinius pagrindus šios įmonės kuriamam naujos kartos DPV prietaisui. Darbo grupei vadovavo dr. A. Andrijauskas. Telemedicinos programos 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 kitiems sistemos tobulinimo etapams.

Svarbu paminėti dar vieną 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 didinti itin svarbu laikytis paciento padėties keitimo laiko grafiko, dėl to tam buvo naudojamos įvairios savadarbės informavimo priemonės, kurios reikalavo laiko ir pastangų, o ir negarantavo to, kad personalas bus laiku informuojamas apie laiko grafiko pakeitimus, atsižvelgiant į paciento būklės kitimą. Sukurta paciento padėties ir laiko režimo atvaizdavimo DPV ekrane programa 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. A. Andrijauskas ir dr. T. Jovaiša.

VU MF Anesteziologijos-reanimatologijos klinikos mokslininkų ir gydytojų darbo grupei šis mokslinis tyrimas svarbus tuo, kad jo tikslas – sukurti pagrindus technologijai, kuri leis nuotoliniu būdu stebėti ir valdyti DPV prietaisus. Tyrėjų grupės asmeninio archyvo nuotr.

Šias inovacijas pirmiausia išbandė LSMU mokslininkai kartu su LSMU ligoninės gydytojais anesteziologais-reanimatologais. Baigiamąjį bandymą atliko inovaciją kūrusi VU darbo grupė kartu su VU Santaros klinikų gydytojais. Teigiamos bandymų išvados ir pateiktos rekomendacijos skatina tęsti pradėtus darbus. Klinikinis panaudojimas bus galimas po išsamių tyrimų ir atitinkamo sertifikavimo. Žinoma, tam būtina, kad DPV telemedicinos programoms būtų suteiktas „žalia šviesa“ teisės požiūriu, t. y. būtų panaikintas šiuo metu galiojantis draudimas jas naudoti klinikinėje praktikoje. Tai neabejotinai įvyks, nes pandemijos tikrai ištiks ir ateityje, dėl to joms būtina pasiruošti. 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 Medicinos fakulteto Anesteziologijos-reanimatologijos klinikos mokslininkų ir gydytojų darbo grupei šis mokslinis tyrimas svarbus buvo dėl to, kad jo tikslas – sukurti pagrindus technologijai, kuri leis nuotoliniu būdu stebėti ir valdyti DPV prietaisus. Tai pasaulinio lygio inovacija, nes šiuo metu nė vienas klinikinėje praktikoje naudojamas DPV prietaisas neturi tokios funkcijos. Paminėtina, kad DPV – tai viena iš dažniausiai taikomų organų funkcijos palaikymo priemonių, skirtų ypač sunkių būklių pacientams gydyti. Vien Lietuvoje DPV kasmet taikoma tūkstančiams pacientų, gydomų reanimacijos skyriuose.

Nuotolinė stebėsena ir valdymas leis sumažinti įvairių infekcijų plitimo riziką gydymo įstaigose. Tyrėjų grupės asmeninio archyvo nuotr.

Nuotolinė stebėsena ir valdymas leis sumažinti įvairių infekcijų plitimo riziką gydymo įstaigose. Medicinos personalas mažiau laiko praleis infekuotoje patalpoje, nes nebereiks keisti DPV parametrų 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 ir optimaliam pozicionavimo komandos darbo organizavimui.

Ši nuotolinio stebėjimo ir valdymo inovacija atveria duris tolesnėms ir platesnėms DPV prietaisų inovacijoms. Tai leis integruoti kur kas daugiau klinikinės informacijos apie pacientą vienoje platformoje ir sukurti sąlygas dar plačiau panaudoti grįžtamojo ryšio ir dirbtinio intelekto technologijas. Svarbu pažymėti, kad VU darbo grupės mokslininkai patys dirba klinikinį darbą ir gydo pacientus reanimacijos ir intensyviosios terapijos skyriuose, todėl projekto rezultatai jiems asmeniškai buvo labai svarbūs. Šios inovacijos padidins ir jų pačių darbo saugumą, užtikrins fizinio-psichologinio krūvio optimizavimą.

Mokslininkų teigimu, šis mokslinis tyrimas reikšmingas ir tuo, kad buvo įgyvendinti visi išsikelti uždaviniai. Pradįdami tyrimą mokslininkai nebuvo tikri, kad visus uždavinius pavyks įgyvendinti, nes iki šiol DPV telemedicinos programos nebuvo kuriamos. Tai visiškai nauja mokslo tyrimų sritis, kurioje šiuo metu kuriami ir išbandomi naujausiomis technologijomis paremti prietaisai.

Tad tai buvo didelis mokslinis iššūkis. Grupės DPV prietaisų nuotolinio valdymo algoritmuose teko numatyti veiksmus naudojant klinikine patirtimi paremtas situacijų simuliacijas, o tai nebuvo įmanoma nepasitelkus vaizduotės, nes mokslininkai niekada nebuvo nei monitoravę, nei valdę keleto ventiliatorių vienu metu ir, svarbiausia, visiškai nematydami pacientų. Buvo būtina pasiekti, kad gydytojo nuotolinių veiksmų algoritmai užtikrintų atitinkamus pacientų saugos standartus. Be to, buvo numatyta ir būtina grupės DPV prietaisų valdymo komandos sudėtis. Tokioje komandoje slaugytojai, esantys šalia pacientų, yra nuotoliniu būdu dirbančio gydytojo „akys ir ausys“. Todėl ir nuolatinis belaidis ryšys tarp toli vienas nuo kito esančių gydytojų ir slaugytojų yra būtina sąlyga.

Sukurtus algoritmus teko „apginti“ dalyvaujant IT specialistams. Tarpdalykinėse 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, bet ir pasaulinei rinkai, buvo tęsiamas ir plečiamas bendradarbiavimas su pramonės įmonėmis. Be to, smarkiai 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 bendraautoriai yra VU mokslininkai dr. A. Andrijauskas ir dr. T. Jovaiša.