Zařízení využívající infračervené záření pomáhá monitorovat dýchání u pacientů s covid-19

Zařízení využívající infračervené záření pomáhá monitorovat dýchání u pacientů s covid-19 1

Zařízení vyvinuté americkou univerzitou se připojuje ke spirometru a pomáhá zlepšovat funkci plic.

Ve vážných případech nemoci covid-19 způsobuje virus dýchací obtíže, takže pro pacienty je dýchání namáhavé. Plicní terapie, jako je cvičení hlubokého dýchání, přitom může pomoci předcházet vážným dýchacím komplikacím.

Výzkumná laboratoř při Státní univerzitě Sonoma v Kalifornii, USA, vytvořila pomocné zařízení InSee, které se připojuje k motivačnímu spirometru. Motivační spirometry jsou zařízení, která pomáhají pacientům zlepšovat fungování plic tím, že měří objem pacientova dechu; pacient přes zařízení nadechuje a vydechuje. InSee může rovněž pacientům připomínat, aby spirometr použili, monitorovat, jak často ho používají, a zaznamenávat, jak se jim přitom daří.

Farid Farabmand, člen IEEE a ředitel laboratoře, která vyvíjí technologická řešení pro oblasti vzdělávání, životního prostředí a zdravotnictví, zde odpovídá na otázky ohledně zařízení InSee.

 

Jaký problém se snažíte řešit?

Pacienti s covid-19 jsou často upoutaní na lůžko, což minimalizuje jejich každodenní pohyb a má za následek nedostatečnou expanzi plic. To může vést k vážnému zápalu plic, k syndromu akutní dechové tísně (ARDS) a nutnosti mechanické ventilace, a ty mohou vést i k úmrtí pacienta. Motivační spirometry představují standardní praxi při pooperační péči a pomáhají pacientům zlepšit funkci jejich plic. Hlavní komplikaci ale představuje dodržování, resp. nedodržování léčby pacientem. Zdravotníci naučí pacienty zařízení používat, ale nemohou už sledovat, jak si si pacienti vedou dál.

 

Jaké technologie používáte?

InSee využívá infračervený senzor, který monitoruje pohyb vnitřního válce spirometru (válec obsahuje píst, jehož pohyb měří objem vdechovaného vzduchu). Pohyb válce je pomocí výpočtů převáděn na tzv. přílivový objem, což je objem vzduchu, které se vymění při dýchání, a klíčový ukazatel dechových funkcí. Data, která zařízení sbírá, se shromažďují, a lékaři k nim mají přístup na dálku prostřednictvím PC s WiFi.

 

Vysvětlete, jak Váš projekt funguje.

Pomocí InSee může lékař předem stanovit cílový přílivový objem pro pacienta. Ve vzpřímeném sedu si pacient vloží náustek spirometru do úst a pevně ho sevře rty. Pak pomalu vydechuje a vdechuje, co nejhlouběji to jde. Přitom musí dýchat ústy, jinak zařízení nefunguje.

Motivační spirometr se skládá ze dvou komor. První umístěná uprostřed zařízení měří objem pacientova dechu. Když pacient dýchá, píst se pohybuje po grafu, který ukazuje objem vzduchu. Druhá komora vedle pak měří rychlost pacientova dechu.

Při používání InSee měří přílivový objem a sleduje, kolikrát pacient nedosáhl cílového objemu. Také sleduje maximální přílivový objem, kterého byl pacient schopen dosáhnout, a jak dlouho mu trvalo, než dosáhl určitého přílivového objemu. Pomocí blikajícího červeného světýlka InSee automaticky připomene pacientovi, aby zařízení použil, a to tak často, jak lékař stanovil. Jediný způsob, jak světýlko vypnout, je spirometr použít a dosáhnout cílového objemu.

 

Jakým výzvám jste museli čelit a jak jste je zvládli?

Balení tohoto zařízení je velmi náročné. Existuje celá řada jednorázových motivačních spirometrů, které zdravotnická zařízení používají a poskytují pacientům. InSee jsme navrhli tak, aby pasovalo k těm, které se v nemocnicích používají nejčastěji, např. spirometr od Vytaire Medical. Díky tomu je možné bez dalších úprav InSee připojit k řadě nenákladných jednorázových motivačních spirometrů.

 

Jaký má tato technologie potenciální dopad?

Prostřednictvím připojení zařízení InSee k existujícím motivačním spirometrům budou nemocnice moct zaznamenávat, sledovat a zhodnocovat dechová cvičení pacienta, a také mu připomínat a povzbuzovat ho k používání zařízení, pokud bude na InSee vidět nízká úroveň aktivity. Tím se zároveň minimalizuje kontakt mezi pacienty a zdravotníky, což snižuje riziko přenosu koronaviru.

 

Jak blízko jste konečnému produktu?

Patent v USA jsme získali v dubnu a doufáme, že brzy obdržíme finance, abychom mohli vyrobit 200 kusů a začít s klinickými testy. Testování proběhne v nemocnici HCA Gulf Coast Hospital v Houstonu nebo v Houstonské metodistické nemocnici, to závisí na schválení Rady pro institucionální přezkum.