Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Platnost příspěvku skončila 29. 2. 2024!

Bezdrátové monitorovací IoT systémy vyvinuté na Katedře kybernetiky a biomedicínského inženýrství, FEI pomáhají na covidových jednotkách ve FNO

Bezdrátové monitorovací IoT systémy vyvinuté na Katedře kybernetiky a biomedicínského inženýrství, FEI pomáhají na covidových jednotkách ve FNO
V souvislosti s epidemií COVID-19 byla koncem roku 2020 IoT skupina Katedry kybernetiky a biomedicínského inženýrství, zabývající se vývojem bezdrátových senzorů, oslovena pracovníky z Fakultní nemocnice Ostrava, zda je možnost měření koncentrace kyslíku na covidových jednotkách.

Důvodem byla zejména bezpečnost na těchto odděleních, kde probíhá intenzivní léčba pacientů s těžkým průběhem COVID-19 kyslíkovou terapií. Hrozí zde výskyt nebezpečné koncentrace kyslíku (O2) a tím i riziko vzniku požáru nebo výbuchu. K těmto skutečnostem bohužel již došlo v několika nemocnicích v zahraničí. Jako příklad lze uvést požár v soukromé nemocnici v tureckém městě Gaziantepu, kde zemřelo devět lidí. Dalším smutným případem je smrt 10 pacientů v nemocnici v Rumunsku. Požár vypukl na jednotce intenzivní péče veřejné nemocnice v severovýchodním městě Piatra Neamt. Analýzou dostupných řešení bylo zjištěno, že neexistuje komerčně dostupný bezdrátový senzor pro měření koncentrace O2. Proto IoT tým Katedry kybernetiky a biomedicínského inženýrství ve složení Ing. Radovan Hájovský, Ph.D., Ing. Jan Velička a Ing. Martin Pieš, Ph.D. vyvinul ve velmi krátké době unikátní bezdrátový senzor měření koncentrace O2 a zkušebně ho nasadil na dvou odděleních ve FNO.

Komplexní řešení je založeno na české IoT technologií IQRF, kdy senzory komunikují pomocí topologie IQMESH a přenos je zabezpečen šifrováním. Tím je zaručena vysoká robustnost samotné bezdrátové sítě. Senzor je zcela autonomní, neinvazivní, napájení zajišťuje primární baterie o kapacitě 19 Ah. Na základě měření vlastní spotřeby je zaručen bezproblémový provoz 5 let při měření každých 5 minut. Vyvinuté řešení je chráněno užitným vzorem a je možno ho nasadit na všech odděleních, kde probíhá kyslíková terapie. Bezdrátové senzory mají významný přínos pro bezpečnost covidových jednotek, zejména v této době, kdy je epidemie opět na vrcholu a v nemocnicích je mnoho těžkých případů. To potvrzuje i Ing. Marek Gajovský, vedoucí oddělení zdravotnické techniky FNO. „V listopadu roku 2020 jsem oslovil mé kolegy z Katedry kybernetiky a biomedicínského inženýrství s dotazem, zda by byli schopni nám na covidových odděleních zajistit měření koncentrace O2. Bylo mi sděleno, že komerčně je možno pouze koupit ruční přístroj, který také dočasně zapůjčili a že jsou schopni navrhnout a vyvinout bezdrátové řešení. Tohle jsem přijal s velkou radostí a po doplnění specifikace, jsem držel kolegům palce, aby se jim to v co možná nejkratší době povedlo. Byli jsme na vrcholu druhé vlny a z informací ze zahraničí jsem věděl, že již v několika nemocnicích nastal vlivem vysoké koncentrace O2 požár a došlo k úmrtí pacientů i značným materiálním škodám a omezení péče.“ „Tohle byla pro náš tým výzva a okamžitě se začaly hledat možnosti,“ říká hlavní vývojář IoT týmu Ing. Jan Velička. „Práce na tomto prestižním a unikátním úkolu probíhala v omezených podmínkách lockdownu ale naštěstí jsem mohl využít rad, pomoci i kritiky otce a bratra (pozn. Richard a Martin). Bylo třeba řešit například dostupnost komponent pro co nejrychlejší kompletaci.“

Začal teda vývoj, hledání vhodného senzoru, zapojení, bezdrátových technologií, konstrukčního řešení. Během měsíce vznikl první prototyp, který byl úspěšně odzkoušen zatím pouze v laboratorních podmínkách. Hnaní úspěchem a funkčností navrženého řešení posléze členové IoT týmu zrealizovali finální řešení bezdrátového senzoru včetně systému pro zpracování a vizualizaci dat. Tato finální podoba byla opět konzultována s vedoucím OZT Ing. Markem Gajovským, který také zařídil možnost kalibrace senzorů přímo na pracovišti FNO. První dva prototypy bezdrátových senzorů pro měření koncentrace O2 byly umístěny na vybraných odděleních FNO v lednu 2021. Od počátečního nápadu měřit koncentraci O2 po umístění prvních dvou senzorů na oddělení, uplynuly jen těžko uvěřitelné 3 měsíce. „Jsem velmi potěšen, že na naší katedře existuje tým lidí, který dokáže v krátké době přejít od myšlenky k finální realizaci a řešení daného problému,“ říká proděkan pro vědu a výzkum Fakulty elektrotechniky a informatiky a zároveň zástupce vedoucího Katedry kybernetiky a biomedicínského inženýrství prof. Ing. Radek Martinek, Ph.D. „Uvedenou problematiku máme přímo v názvu katedry a tak jsem byl přesvědčen, že tento nelehký úkol zvládneme. Kolegové mě nezklamali a výsledkem je opravdu unikátní monitorovací systém, který není v žádné jiné nemocnici v rámci ČR nasazen. Věřím, že systém se bude dále rozvíjet a najde široké společenské uplatnění zejména s ohledem na současnou velmi nepříznivou situaci kolem epidemie COVID-19. Našemu IoT týmu pod vedením Ing. Radovana Hájovského, Ph.D. přeji mnoho dalších úspěchů v rámci vývoje  a realizace bezdrátových monitorovacích systémů.“ „Kolegové na tom nechali spoustu práce, někdy i o svém volném čase a doufám, že bude nadále probíhat naše spolupráce nejenom s FNO ale i dalšími zdravotnickými zařízeními v rámci celé ČR.“ Jak uvádí hlavní autor řešení Ing. Jan Velička: „V současné době máme aktualizovanou sadu obsahující celkem pět bezdrátových senzorů, které byly opět instalovány na vybraných covidových jednotkách.“

To potvrzuje také Ing. Marek Gajovský: „Vzhledem k opětovnému velmi kritickému průběhu epidemie COVID-19 jsme se rozhodli rozšířit monitorování koncentrace kyslíku o další místnosti, kde je potenciální riziko vyšší hladiny z důvodu prováděné kyslíkové terapie. Našim cílem je zajistit bezpečnost na těchto odděleních. Hladinu koncentrace kyslíku pravidelně sledujeme díky online vizualizaci, kde je možno si procházet i jednotlivé historické trendy a také jsou zde nastavené alarmní hodnoty, při jejichž překročení je zaslána SMS zpráva a email zvoleným pracovníkům FNO. Také já bych chtěl vyjádřit upřímné poděkování uvedeným pracovníkům katedry, kteří ve velmi krátké době byli schopni vyvinout a prakticky zrealizovat tento monitorovací systém, který nám umožňuje zajistit bezpečný provoz na covidových jednotkách.“

 

Text a foto:   Ing. Radovan Hájovský, Ph.D., Ing. Jan Velička, Ing. Martin Pieš, Ph.D, Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství FEI

Vloženo: 14. 4. 2022
Kategorie:  Aktuality
Zadal:  Administrátor
Útvar: 9920 - Vztahy s veřejností
Zpět