Mobilna diagnostika za srce

Mobilne naprave, pametna tipala in sodobna programska oprema napovedujejo pravo revolucijo na področju zdravja. Veseli smo, da je del tega napredka tudi plod raziskav in razvoja domačega znanja. Institut Jožef Stefan je v sodelovanju s podjetjem Saving razvil inovativni prenosni merilnik EKG, ki deluje v kombinaciji s pametnim telefonom. Omogoča nenehno merjenje utripa srca in zgodnjo zaznavanje anomalij. Gre za resen medinski pripomoček, ki lahko močno pomaga pri diagnostiki in zdravljenju, nenazadnje pa tudi rešuje življenja.

Pametna tipala za merjenje najrazličnejših podatkov o delovanju človeškega telesa so v zadnjih letih zelo napredovala in postala dostopna širokim množicam. Pomislimo le na različne športne zapestnice in pametne ure, ki znajo meriti utrip, temperaturo, položaj posameznih delov telesa in še marsikaj drugega. Toda to je šele začetek prizadevanj za merjenje različnih bioloških podatkov in področje, kjer se še naprej dogajajo velike inovacije.

Ena takih je nastala v našem največjem raziskovalnem Institutu Jožef Stefan (IJS), kjer se že vrsto let ukvarjajo tudi z raziskavami na področju zdravstva. Pametno tipalo Savvy, v osnovi prenosni elektrokardiografski merilnik (EKG), je nastalo po več letih razvoja in je namenjeno morda najpomembnejšemu področju medicine: zdravljenju bolezni srca in ožilja. Za trenutek razmislimo o naslednjem podatku: v EU je, sodeč po statistikah, malo več kot 45 % vseh smrti zaradi bolezni povezanih z boleznimi srca in ožilja.

Savvy torej naslavlja enega najbolj perečih problemov v zdravstvu. Če je mogoče z izdelki, kot je Savvy, zmanjšati omenjeni odstotek umrljivosti, je to velikanski prihranek za družbo, da ne govorimo o izboljšanju kakovosti življenja srčnih bolnikov.

Savvy je posebnost, ker je nastal tudi kot javno-zasebno partnerstvo. IJS je uspelo pridobiti zunanjega investitorja, brez katerega raziskovalni projekt najbrž ne bi dosegel stopnje izdelka. Veliko raziskav, tudi zelo zanimivih, namreč običajno ne preseže stopnje prototipa. Savvy je tudi zgled agilnosti in sposobnosti slovenskih inženirjev in podpornih podjetij. Zdravstveni izdelek so od elektronike do embalaže naredili v Sloveniji. Ker je od javne predstavitve izdelka minilo zelo malo časa, je spodbudna informacija, da so prva tipala že prodali v Sloveniji, Italiji, Avstriji in Nemčiji.

Merilnik je nastal v sodelovanju z zdravniki in ima pridobljene vse potrebne certifikate, da ima status zdravstvenega pripomočka. Pravijo mu tudi digitalni mobilni telesni senzor (TS) in sodi v skupino medicinskih naprav, ne zgolj potrošniških izdelkov s področja zdravja. Izdelek je primeren za klinično rabo, a dostopen tudi posamezniku.

Savvy je še posebej primeren za specifične motnje delovanja srca. Aritmije sicer imamo vsi, a v zdravem telesu morda le nekajkrat na dan. Problem postane, ko se število teh dogodkov bistveno poveča in nas začne ovirati pri dejavnostih. Atrijska fibrilacija (AF), kot se strokovno pravi tej težavi, je najpogostejša motnja srčnega utripa pri odraslih. Motnja kar za petkrat poveča možnost nastanka možganske kapi. V Sloveniji možganska kap na leto prizadene okoli 4200 ljudi, od teh jih tretjina utrpi trajno motorično in/ali kognitivno oviranost, tretjina pa jih v letu dni umre. Savvy skuša te napake v delovanju odkriti dovolj zgodaj, da lahko z različnimi metodami zdravljenja napako odpravimo ali vsaj omilimo.

Enostavnost za široko rabo

Savvy je v osnovi preprosta naprava, primerna za rabo tudi pri tistih, ki niso preveč vajeni tehnoloških napravic, čeprav nekaj predznanja za namestitev kljub vsemu potrebuje. V lični embalaži, ki spominja na Applovo filozofijo pakiranja izdelkov, najdemo telesni senzor, precej veliko priklopno postajo, na kateri napravo polnimo, napajalnik in navodila v slovenščini.

Savvy je videti kot dva nekoliko večja pokrova v obliki solze, ki sta povezana z 8,5 cm dolgim kablom. Pod pokrovi je celotna elektronika, s tipali, procesorjem, vmesnikom Bluetooth in akumulatorjem vred. Z enim polnjenjem akumulatorja celota deluje tja do 10 dni pri nenehni rabi, najmanj 14 dni pa lahko deluje v stanju mirovanja. To je za izdelek, ki je zamišljen za nenehno rabo, še posebej pomembno. Če že, bo imel uporabnik problem pri pogostejšem polnjenju telefona, ne pa samega Savvya. Zaradi tega naprava uporablja različico vmesnika Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE), ki jo mora podpirati tudi pametni telefon oziroma tablica. Večina novejših telefonov ta vmesnik že podpira, a velja pred nakupom preveriti združljivost.

Namestitev pripomočka je razmeroma preprosta, saj celota tehta le 21 gramov. Na Savvy priključimo dve standardni elektrodi EKG za enkratno rabo, ki ju je treba kupovati posebej. Če te elektrode potrebujemo za dolgotrajno merjenje, bodo brez težav vzdržale na telesu več dni. Če že, se moramo zavedati, da tisti z bolj »kosmatim« telesom ne bodo ravno uživali pri odstranjevanju. Velja poudariti, da so avtorji naredili Savvy odporen proti vlagi, tako da bi lahko vzdržal celo prhanje.

Savvy nima nobene tipke ali diode stanja. Brž ko je napolnjen, je pripravljen za uporabo. Seveda pa ga moramo pred tem upariti s pametnim telefonom. Pred tem moramo v telefon naložiti program MobECG, ki je zaenkrat na voljo le za telefone Android. Program je brezplačno dosegljiv v trgovini Google Play.

Postopek uparjanja z napravo je nekoliko nenavaden. Kdor je vajen uparjanja Bluetooth dodatkov s telefoni, bo presenečen, ker bo Savvy vsako uparjanje prek upraviteljskega programa Bluetooth v operacijskem sistemu preprosto zavrnil. Pravilen postopek je, da uparjanje opravimo prek samega programa MobECG, ki pri tem zahteva vnos unikatne kode PIN za avtorizacijo povezave pripomočka s telefonom. S tem so poskrbeli še za dodaten sloj zaščite zasebnosti prenosa podatkov in so zaradi te posebnosti varni pred ranljivostmi standardnih Bluetooth komunikacij.

Pri testu smo imeli pri tem koraku sprva nepredvidljive težave. Savvy je vztrajno zavračal tudi predpisani postopek. Na koncu se je izkazalo, da je pripomoček očitno doživel motnjo neke druge naprave v prostoru. Ko smo zamenjali prostor in ubežali dometu »motilnega« elementa, se je združitev zgodila brezhibno. Velja upoštevati, če se stanje kje ponovi.

Ko je Savvy uparjen, je raba razmeroma preprosta. Na začetnem zaslonu programa na telefonu pritisnemo tipko za začetek meritev in pri tem podamo nekaj začetnih informacij. Na primer podatke o uporabniku, njegovi letnici rojstva, teži in podobnih informacijah, koristnih za zdravnika. Zelo pomembno je, da na zaslonu izberemo položaj nameščenega pripomočka na telesu, saj je od tega odvisna točnost meritev. Avtorji priporočajo nekaj različnih položajev namestitev posamezne elektrode, kar je grafično nazorno prikazano tudi v programu. Na koncu izberemo še trajanje meritve, izraženo v minutah, urah ali dnevih.

Od tu naprej lahko na celoto pozabimo in nadaljujemo z vsakdanjimi dejavnostmi. Program MobECG je s te plati zelo dobro napisan in zanesljivo deluje tudi, če telefon uporabimo za klice oziroma uporabo drugih programov. Če MobECG ne najde tipala, uporabnika obvesti z notifikacijo. To je še posebej pomembno, če pripomoček uporabljamo za dolgotrajno meritev utripa srca in bi to onemogočili, če bi pozabili telefon, denimo v avtu. Zaradi tega istega načela moramo po prekinitvi rabe izrecno izbrati Exit iz programa, drugače bo MobECG nadaljeval z notifikacijami. Tudi če smo telefon oddaljili od tipala, meritev ne bo izgubljena, temveč bo imela v zgodovini dogodkov označene intervale brez meritev.

Če uporabnik želi, lahko v programu sproti spremlja srčni utrip na zaslonu merilnika EKG z lepo izpisanimi krivuljami utripa. Za pravilno interpretacijo seveda potrebujemo zdravniško pomoč, toda nekaj osnovnih informacij pa bo znal s časom razbrati vsakdo.

Po koncu meritve so podatki zbrani v telefonu in pripravljeni za nadaljnjo rabo, ki je možna v dveh oblikah. Najbolj neposredna je ta, da lahko MobECG na osnovi meritev pripravi diagram EKG v obliki dokumenta PDF, ki ga lahko nato, na primer po elektronski pošti, posredujemo zdravniku. Poročilo je profesionalno narejeno, praktično enako, kot bi ga naredil klasičen zdravnikov EKG. Sam pregledovalnik dokumentov PDF ni vgrajen v program in ga moramo namestiti ločeno, če želimo poročilo prebirati na zaslonu.

Ko lahko napovemo odpoved srca

Pametna tipala in umetna inteligenca odpirajo na področju zdravstva povsem nove poti za postavljanje diagnoz in možnosti za zgodnjo preventivo v primeru nevarnih bolezni. Na angleškem inštitutu MRC London Institute of Medical Sciences so nedavno opravili raziskavo možnosti uporabe umetne inteligence pri diagnostiki pacientov s pljučno hipertenzijo, ki je na žalost pogosto usodna za veliko bolnikov. Statistike kažejo, da tretjina bolnikov umre v petih letih.

V okviru raziskave so razvili posebno programsko opremo z uporabo algoritmov strojnega učenja, ki je analizirala podatke 256 različnih bolnikov. Specifično so s programsko opremo analizirali drobne premike srca na okoli 30.000 meritvenih točkah, pridobljenih z magnetno resonanco (MRI), in to pri vsakem utripu srca med testom. Te podatke so uparili še z rezultati preiskav krvi ob vsaki meritvi, skupno pa so analizirali teste in meritve za obdobje zadnjih osem let pri vsakem pacientu.

Na podlagi vseh teh podatkov so zgradili zbirko znanja, ki omogoča natančnejšo oceno, kdaj bo srce zaradi bolezni odpovedalo. Rezultati raziskave so zelo spodbudni, saj je umetna inteligenca pravilno ocenila, kdo bo po letu dni še ostal živ v okoli 80 % primerih. Zdravniška diagnoza, opravljena brez tega pripomočka, je bila točna le v 60 % primerov.

Avtorji menijo, da lahko program pravilno napove odpoved srca tja do pet let v prihodnost. Obenem poudarjajo, da je še veliko prostora za izboljšave. Prvi cilj je, da program preizkusijo v večjem številu bolnišnic in s tem na večji zbirki pacientov in meritev. Pripravljajo se tudi, da bi program uporabili pri diagnostiki drugih bolezni srca in ožilja. Ocenjujejo, da bi lahko rezultate še izboljšali z vključitvijo v analizo drugih meritev, na primer podatkov, zbranih s stalnim merjenjem utripov srca, ki ga omogočajo medicinski pripomočki, kot je Savvy.

Toda priporočili bi, da podatke vendarle spremljamo na večjem zaslonu, saj je poročilo, kot je razvidno na priloženi sliki, silno podrobno in grafično bogato, zato je majhen zaslon telefona morda neprimeren za tako rabo. Morda še eno opozorilo: generirane datoteke PDF so razmeroma velike – okoli 2 MB na minuto snemanja. Velja upoštevati, če pošiljamo velike priponke po elektronski pošti, tako glede stroškov prenosa, trajanja, kot tudi tega, da veliko poštnih strežnikov (beri: zdravnikovih) zavrača prevelike priponke.

Druga možnost rabe zajetih podatkov je izvoz v »surovi« obliki. Ti podatke so v taki obliki namenjeni za nadaljnjo obravnavo v zunanjih programih, kot je denimo VizECG, ki ga ponujata Saving in Inštitut Jožef Stefan kot odprt, brezplačen program. Za prenos takih podatkov so avtorji predvideli prenos prek strežnikov FTP, kar se zdi staromodno, pa tudi premalo varno, glede na to, da se celotna industrija vse bolj otepa tega načina prenosa podatkov.

Med testom je naš EKG motila neka druga naprava v prostoru. Šele ko smo zamenjali prostor, se je združitev zgodila brezhibno.

Še beseda ali dve o programu VizECG. Ta je pretežno namenjen zdravnikom kot pripomoček za lažjo analizo zajetih podatkov. Ne da bi se spuščali v podrobnosti, lahko navedemo le njegovo najuporabnejšo lastnost. Programu lahko namreč definiramo, kaj je »regularno« bitje srca, nato bo v zbirki zapisov poiskal tiste intervale utripov, kjer je anomalija, in jih v grafičnem prikazu obarval z drugačno barvo.

Tako lahko zdravnik spremlja pogostost anomalij, pa tudi različne vrste anomalij, ki lahko vsaka po svoje povedo svojo sliko stanja bolnika. Vsekakor zelo koristno, če moramo obdelati več dni trajajoče meritve. S tem zmanjšamo možnost, da bi pri ročnem prebiranju spregledali pomembne anomalije, po drugi strani pa je to neprecenljiv pripomoček za hitrejšo in natančnejšo postavitev diagnoze.

Spodbuda in priložnost za izboljšave

Glede na to, da gre za prvo generacijo inovativnega izdelka, lahko zapišemo, da je Savvy lepo izpopolnjena naprava. Težko bi ji očitali večjo nerodnost pri rabi, pohvalimo pa lahko točnost in zanesljivost delovanja. Tako pri prebiranju bioloških podatkov kot pri komunikaciji z mobilnim telefonom.

Če že, bi lahko malo pokarali navodila, ki so sicer zgledno narejena, a na trenutke preveč tehnično podrobna in s tem malo zastrašujoča za neuke končne uporabnike. Verjetno bi to lahko omilili s krajšim hitrim vodnikom, morda z grafično predstavitvijo namestitve in uporabe programa.

Samsung Galaxy S8 in pogovor z zdravnikom

Pametni telefoni bodo v prihodnosti imeli vse pomembnejšo vlogo tudi kot medicinski pripomoček oziroma sredstvo za boljšo povezavo z zdravniško oskrbo. Po eni strani postajajo telefoni priročno vozlišče za zbiranje podatkov iz različnih tipal in brezžično povezanih medicinskih pripomočkov, ki jih uporablja uporabnik, po drugi pa so učinkovito komunikacijsko sredstvo za posredovanje koristnih podatkov zdravniku, ki ponudi pomoč, pa tudi nasprotno.

Samsung, Apple in drugi izdelovalci so to dojeli že pred leti, v novi generaciji izdelkov pa bodo podporo zdravstvenim storitvam še precej izboljšali. Nepreverjene informacije iz Južne Koreje navajajo, da bo Samsung vzporedno s predstavitvijo nove generacije pametnega telefona Galaxy S8 ali kmalu za tem predstavil tudi osveženi programski paket S Health.

Samsungov program bo, kot kaže, postal precej več kot le pripomoček za rekreacijo in dobro počutje, pravzaprav se spreminja v pravo stičišče za različne zdravstvene storitve. Po eni strani bo zbiral in poenoteno posredoval podatke, zbrane iz različnih povezanih tipal, na primer tistih iz merilnikov utripa, pritiska in termometrov, ki imajo vse pogosteje vgrajen tudi vmesnik Bluetooth.

Toda S Health bo pomemben tudi pri neposredni komunikaciji z zdravnikom. Omogočal bo video povezavo in možnost posredovanja slik, ki lahko zdravniku pomagajo tudi na daljavo oceniti stanje bolnika. Program bo v izbranih državah in pri izbranih zdravstvenih ustanovah omogočal tudi elektronsko naročanje na preglede oziroma iskanje prostih terminov za preiskave ali pogovor z zdravnikom.

Nenazadnje bo Samsungov program uporabnikom pomagal tudi pri iskanju prve pomoči oziroma samopomoči, torej s primerjavo simptomov s podatki iz internetnih zbirk in s forumov, kakršen je WebMD. Predvidevajo tudi povezave z lekarnami, kjer bo uporabnik lahko preveril, kje lahko dobi določeno zdravilo, in ga na primeren ter varen način tudi rezerviral ali naročil.

Savvy trenutno deluje le s telefoni Android, kar je manjša pomanjkljivost, a smo prepričani, da bo temu sledila tudi različica za telefone iPhone. Uporabniški vmesnik je pregleden, a bi ga lahko bilo še lažje uporabljati in bi bil modernejši. Prav tako bi si želeli sodobnejše načine prenosa podatkov. Če si zamislimo, da bi lahko Savvy podatke v resnici prenašal na oddaljeni računalnik tudi v realnem času, kjer bi bili ti takoj vidni zdravniku ali operaterju, ki bdi nad bolnikom, se odpira cel niz novih možnosti rabe, o katerih smo doslej lahko le sanjali kot o zdravstvu prihodnosti.

Savvy je že v pilotski rabi v Zdravstvenem domu Ljubljana, kjer skušajo s pripomočkom opravljati presejevanje pacientov. Tako bi lahko izločili tiste, pri katerih podrobnejši pregledi niso potrebni, od tistih, kjer kaže na resnejše težave. Z Univerzitetnim kliničnim centrom v Ljubljani pa skupaj raziskujejo uporabo tipala po operacijah, kjer se še nekaj časa s pacientom dogaja marsikaj.

Še beseda o ceni. Savvy stane 432 evrov, za komplet elektrod (30 kosov), kjer pri vsaki meritvi uporabimo dve, pa moramo odšteti 6,25 evra. Cena ni ravno majhna, a je treba upoštevati, da gre za certificiran medicinski pripomoček, ne za tipično potrošniško napravo. Stroški certifikacije pa niso majhni. Zatorej ga ne moremo neposredno primerjati s prenosnimi merilniki EKG, ki stanejo od dvakrat do trikrat manj, a niso namenjeni in primerni za dolgotrajne meritve. Hiter pregled po spletu je pokazal, da po svetu nastaja še nekaj podobnih izdelkov po primerljivi ceni.

Prva ciljna skupina za Savvy so seveda srčni bolniki, a ne samo ti. Avtorji tipalo priporočajo tudi športnikom in ljudem v zrelem obdobju, kjer je pametno poskrbeti za preventivo na področju zdravja. Za nekatere skupine ljudi utegne postati nepogrešljiv pripomoček, ki bistveno poveča kakovost življenja v primerjavi z današnjimi možnostmi diagnoze ali zdravljenja. Prepričani smo, da bodo naslednje generacije še manjše, primernejše za nošnjo na telesu in, upamo, tudi cenejše. Tako se začenja revolucija, ki jo tako zelo želimo v zdravstvu.

Savvy EKG

Pametna mobilna naprava EKG za učinkovito spremljanje delovanja srca.

Kdo: www.savvy.si.

Cena: 432 EUR za Savvy EKG, 6,25 € za komplet EKG elektrod (30 kosov);

Za: Preprosta raba, dolgo trajanje delovanja, zanesljivost komunikacij, »Made in Slovenija«.

Proti: Trenutno na voljo le za Android, omejeni načini za prenos podatkov v druge sisteme, cena.