MediControl – miernik poziomu kroplówki i deficytu tętna autorstwa studentów z PW

[KopalniaWiedzy.pl 289]

Studenci z Koła Naukowego Aparatury Biomedycznej działającego przy Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej realizują projekt, który umożliwi lepszą kontrolę poziomu płynów w kroplówkach pacjentów oraz rejestrowanie deficytu tętna. To odpowiedź na sugestie i prośby pracowników służby zdrowia.

Studenci postanowili stworzyć tani w produkcji i eksploatacji oraz łatwy w użyciu system monitorowania pacjenta. Zaplanowali, że będzie się on składał z kilku elementów: układu do pomiaru poziomu płynu w kroplówce, urządzenia do pomiaru EKG, pulsometru, systemu zbierającego dane od wielu pacjentów i prezentującego wyniki np. w pokoju pielęgniarek oraz oprogramowania służącego prezentacji danych.

Obecnie studenci pracują w dwóch grupach: jedna skupia się na mierzeniu płynu w kroplówce i tworzeniu sieci, dzięki której będzie można zbierać informacje, druga zajmuje się częścią kardiologiczną.

Innowacyjny i nieinwazyjny miernik

Moja dziewczyna, która studiuje medycynę, miała praktyki pielęgniarskie i opowiadała mi, jak wielkim problemem w polskich szpitalach jest niedobór personelu – mówi o początkach projektu Bartosz Kowalski. Jeśli na oddziale są dwie pielęgniarki, to trudno im na bieżąco sprawdzać, któremu pacjentowi skończyła się już kroplówka. A jak się skończy i nie zostanie szybko zmieniona, to krew jest zasysana z powrotem.

Oprócz tego młodzi naukowcy rozmawiali z lekarzami, którzy również zgłaszali ten problem. Zaczęli więc działać. Wiedzieliśmy, że nasze urządzenie nie może ingerować w płyn kroplówki, więc od razu zrezygnowaliśmy z pomiarów pływakowych, bo one wymagałyby wniknięcia do worka  – opowiada Krzysztof Apolinarski. Pomiar laserowy okazał się zbyt skomplikowany, bo pielęgniarka musiałaby poświęcać dużo czasu na zamontowanie urządzania, a do tego nie wiemy, czy każdy worek w taki sam sposób przepuszcza światło. Zdecydowaliśmy się więc na pomiar wagowy. Jest trudny pod względem pisania algorytmu, bo trzeba przewidywać różnego rodzaju drgania i ruchy worka. Ale poza podstawową kalibracją urządzenie trzeba będzie tylko zawiesić na "wieszaku" na torebkę z płynem, a następnie na tym urządzeniu zawiesić kroplówkę.

Rozwiązania stosowane w medycynie muszą być bardzo, bardzo bezpieczne – komentuje Szymon Krasuski. Łączymy w tym projekcie elektronikę użytkową z człowiekiem, ale w żaden sposób nie narażamy jego zdrowia, tylko korzystamy ze zjawisk fizycznych, które i tak istnieją.

W spełnieniu wymogów dla sprzętu klinicznego pomagają studenci z Koła Naukowego Druku 3D. Robią nam wielką przysługę – ze specjalnego materiału antybakteryjnego drukują obudowy do projektu – mówi Szymon Krasuski. Taki materiał jest używany tylko w najlepszych sprzętach medycznych. Normalnie za druk musielibyśmy płacić powyżej 1000 zł.

Takiego miernika jak ten, nad którym pracują studenci, na rynku nie ma. Istnieje urządzenie do automatycznego sterowania kroplówką, jego działanie polega na tym, że wpisuje się objętość płynu, który ma dostać pacjent – mówi Krzysztof Apolinarski. To urządzenie jest jednak drogie i ma błędy". Bartosz Kowalski dodaje, że stosuje się je w ciężkich przypadkach, np. kiedy trzeba dozować morfinę. "Nasze będzie więc działać zupełnie inaczej – mówi.

Uzyskać wiarygodny pomiar

W rozmowach ze studentami lekarze zgłaszali też inny problem – z rejestracją deficytu tętna. To sytuacja, gdy różnica między tętnem mięśnia sercowego i pulsu tętnicy obwodowej jest zbyt duża. Może to oznaczać, że naczynia krwionośne pacjenta sztywnieją, a to bywa przyczyną wielu chorób. Lekarze mają urządzenie, które stosują do pomiaru – mówi Szymon Krasuski. Ale jego wynik polega bardziej na ocenie "na oko". Lekarze bazują na swoim doświadczeniu. A w analizie deficytu tętna taki pojedynczy pomiar raz na np. pół dnia jest mało użyteczny. Wymaga też właśnie uczestnictwa lekarza z doświadczeniem, więc pielęgniarka nie ma szansy chodzić po szpitalu i zbierać częściej pomiarów.

Studenci wymyślili, żeby do sprawdzania deficytu tętna używać dwóch elementów: aparatu do EKG i pulsometru zbierającego i informację o pulsie z palca wskazującego. Pomiar będzie prowadzony przez cały czas, a dzięki temu lekarz będzie mógł na bieżąco kontrolować, co dzieje się u pacjenta i analizować dane – precyzuje Szymon Krasuski.

Przy realizacji tej części projektu członkowie Koła Naukowego Aparatury Biomedycznej współpracują z działającym przy Wydziale Fizyki PW Kołem Naukowym Pomiarów Biofizycznych "BioS" oraz Kołem Naukowym Lekarzy z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.

Połączenie

Przekazywanie danych z mierników poziomu płynu w kroplówce i tętna do pielęgniarek i lekarzy będzie możliwe dzięki wykorzystaniu sieci. W każdej sali szpitalnej będzie router, który przez Wi-Fi będzie się łączył ze wszystkimi urządzeniami pomiarowymi – wyjaśnia Krzysztof Apolinarski. Następnie ten router będzie przekazywał siecią ethernetową informacje do drugiego routera, nadrzędnego, z pokoju pielęgniarek. Z tym drugim routerem będzie się łączyć odpowiednik serwera: komputer albo coś na kształt tabletu.

Studenci planują, że lekarze i pielęgniarki będą obserwować zebrane dane na dużym ekranie. Będzie tam wyświetlona lista pacjentów z informacją o poziomie płynu w ich kroplówkach oraz wartościami zmierzonego tętna. Dzięki takiej konstrukcji lekarz będzie też mógł po wejściu do pokoju pacjenta połączyć się z siecią i obserwować pomiary z urządzeń na swoim telefonie komórkowym.

To nie koniec pomysłów członków Koła Naukowego Aparatury Biomedycznej. Już zastanawiają się nad tym, jak sprawić, by MediControl działał także wtedy, gdy pacjenci będą poza szpitalem, a przy tym przekazywane przez system dane były odpowiednio zabezpieczone.

« powrót do artykułu