Téma

5. ledna 2023

​​Dostat raněné vojáky z bitevního pole včas má pomoci algoritmus z FEKT VUT

Algoritmus získává informace o srdeční aktivitě člověka v souvislosti s pohybem | Autor: Oto Janoušek
Algoritmus zpracovávající biosignály vojáků by mohl rozeznat, kteří z nich jsou v ohrožení života a potřebují okamžitou záchranu. Jeho vývojem se budou zabývat výzkumníci z Ústavu biomedicínského inženýrství (ÚBMI) FEKT VUT. Na algoritmech, které dokážou zhodnotit fyzickou kondici vojáků v reálném čase, už třetím rokem spolupracují s americkým námořnictvem a prestižním zdravotnickým zařízením Mayo Clinic.

Pustit se do vývoje softwaru pro tzv. wearables – chytrá zařízení nositelná na těle – napadlo Lukáše Smitala z ÚBMI před čtyřmi lety: „Pro ONR Global jsme tehdy vyvíjeli software a Mayo Clinic pro ně vyráběla hardware. Rozhodli jsme se spojit síly a společně navrhnout zařízení, které využije americké námořnictvo při tréninku vojáků,“ vysvětluje výzkumník, jak na ÚBMI vznikl tým specializující se na zaznamenávání a analýzu EKG.

Algoritmus původně analyzující pouze srdeční aktivitu postupně rozšířili o další funkce včetně akcelerometru. „Získáváme informace o srdeční aktivitě člověka v souvislosti s jeho pohybem. Dokážeme tak vyhodnotit, zda zvýšená srdeční aktivita odpovídá chůzi do schodů, nebo je pacient v klidu a dochází k abnormální srdeční reakci,“ popisuje Smital.

K testování a ladění algoritmu, který by umožnil sledovat kondici vojáků, však potřebovali výzkumníci získat údaje nejen od pacientů, ale i od lidí podstupujících velkou fyzickou zátěž. „Jedna z našich doktorandek Lucie Šaclová se věnuje vytrvalostnímu běhu. Společně s dalšími sportovci nám pomáhala se sběrem dat. Objevili jsme tak i další praktické problémy – sportovci se hodně potí a pohybují, je proto nutné používat u nich kvalitnější elektrody než u lékaře,“ vysvětluje Smital.
Výzkumný tým z ÚBMI FEKT VUT – Lukáš Smital, Martin Vítek, Andrea Němcová, Radovan Smíšek | Autor: Oto Janoušek
O technologii projevilo zájem i americké námořnictvo. „Mohou tak kontrolovat vitální funkce vojáků v reálném čase – ideálně při tréninku i na bojišti. Sledují, zda voják není v nějakém fyzickém stresu, zda není zraněný či nepotřebuje pomoct,“ popisuje další člen výzkumného týmu Martin Vítek.

Zatímco na FEKT VUT vzniká software, na Mayo Clinic se věnují vývoji hardwaru, který by co nejpřesněji snímal EKG křivku, aniž by překážel v pohybu. „Experimentují s místy, kde by bylo možné aktivitu EKG snímat. Kromě standardních hrudních svodů tak zkouší sbírat data i z boku, zad či z ramene – to se hned po hrudníku ukázalo jako druhé nejpřesnější místo,“ dodává Smital.

Výzkumníci z ÚBMI nyní chtějí na výzkum navázat dalším projektem. „Americké námořnictvo by nám mělo dodat nová data zahrnující krizové situace – včetně simulovaných výbuchů a armádních cvičení na moři. Algoritmy tak nejen vylepšíme, ale budeme moci měřit další doplňkové signály včetně PPG – to slouží ke sledování změn objemu krve v mikrovaskulárním řečišti tkáně,“ vysvětluje výzkumník.

Na základě biosignálů by pak bylo možné identifikovat, zda je člověk vážně raněn a umírá. „Algoritmus by pak umožnil efektivně rozhodnout, které vojáky je nezbytné zachránit dřív a které později, ale to je zatím předmětem budoucího výzkumu,“ uzavírají výzkumníci.


(mar)

Témata

Související články:
Jaroslav Páral z FIT učí děti, jak si sestavit vlastní roboty
Interaktivní vědecká show představila obor biomedicíny a přilákala stovky Brňanů
Chemici z VUT chtějí vyrobit unikátní kosti. Z hořčíku
V nemocnicích se mohou skrývat odolné mikroorganismy. Zásadní vliv na bezpečnost pacientů má kvalita výstavby i chování personálu, zjistil výzkum FAST VUT
Zlatou medaili na MSV získal robot z VUT. Umí najít člověka pod sutinami či lavinou