Ako vyzerá cesta od prvého nápadu k zdravotníckemu prístroju, ktorý jedného dňa použije lekár pri vyšetrení pacienta? Nie je to len o vývoji samotného zariadenia. Za každým CT, röntgenom či operačným stolom sú stovky hodín testovania, simulácií, softvéru, mechaniky a práce ľudí, ktorí musia myslieť aj na situácie, ktoré sa možno nikdy nestanú. Práve do tohto sveta sme mohli exkluzívne nahliadnuť počas návštevy vývojových laboratórií Siemens Healthineers v Košiciach.
Spoločnosť na Slovensku pôsobí už 25 rokov a zamestnáva približne 1 200 ľudí. Medzi nimi sú softvéroví, mechanickí a elektrickí dizajnéri aj odborníci, ktorí integrujú komponenty od ďalších výrobcov. Vo vývojových laboratóriách vznikajú a testujú riešenia, ktoré sa následne dostávajú k nemocniciam a pacientom po celom svete.
Jedným z miest, kam sme sa ako návštevníci dostali, bolo röntgenové laboratórium XP. Práve v Košiciach sa slovenský tím podieľa na softvérovom vývoji najnovšej generácie röntgenových systémov.
Röntgen, ktorý dokáže pacienta „vidieť“
Moderné röntgenové systémy už dávno nie sú iba o tom, že technik nastaví prístroj a urobí snímku. Výraznú úlohu v nich zohráva umelá inteligencia. Jednou z výziev pri röntgenovom vyšetrení je správne nastavenie parametrov pre konkrétneho pacienta. Každý človek má inú telesnú stavbu a zároveň treba nájsť rovnováhu medzi dostatočnou kvalitou obrazu a čo najnižšou potrebnou dávkou žiarenia. AI dnes dokáže pacienta rozpoznať a podľa jeho telesnej stavby nastaviť potrebné parametre.
„Systém ho navyše dokáže automaticky napolohovať, takže technik môže zostať v monitorovacej miestnosti,” objasnil nám Lukáš Borovský.
Technológia si poradí aj s dlhšími časťami tela, napríklad s nohou alebo chrbticou. Ak je potrebných viac snímok, systém dokáže sám rozpoznať situáciu, premiestniť sa, vytvoriť jednotlivé zábery a následne ich spojiť.
„Výsledkom nie je len pohodlnejšie vyšetrenie. Technológia zároveň reaguje na nedostatok odborného personálu. Technik ani zďaleka nemusí mať takú vysokú mieru skúseností, aby dokázal vytvoriť kvalitnú snímku,” dodal L. Borovský.
CT, ktoré si pacienta samo „zmapuje“
Ďalšie laboratórium ukázalo, ako môže umelá inteligencia meniť aj CT vyšetrenie. Na zariadení je umiestnená 3D kamera so senzorom, ktorý okrem obrazu zaznamenáva aj vzdialenosť jednotlivých bodov. Vzniká tak akási trojrozmerná mapa pacienta. Algoritmy následne dokážu identifikovať kľúčové body tela – napríklad ramená, kolená či nos – a postupne aj konkrétne oblasti, ako sú srdce, pľúca, žalúdok či kľúčne kosti. Radiológ následne vyberie oblasť, ktorú potrebuje vyšetriť, a algoritmus navrhne začiatok a koniec skenovania.
REKLAMA
„Snažíme sa skenovať čo najmenšiu zónu, akú potrebujeme,“ vysvetlili nám členovia vývojového tímu. Pacient tak strávi na vyšetrení menej času a nemocničný personál môže za rovnaký čas vyšetriť viac ľudí.
CT má pritom svoje miesto aj v situáciách, keď nie je možné čakať na dlhšie vyšetrenie magnetickou rezonanciou. Kým MR je vhodnejšia najmä na detailné zobrazenie mäkkých tkanív a vyšetrenie môže trvať desiatky minút, CT dokáže poskytnúť výsledok v priebehu niekoľkých minút.
Vývoj sa pritom nezastavuje. Siemens Healthineers pracuje aj s takzvanou counting technológiou, ktorá umožňuje presnejšie dual-energy a multi-energy skeny a lepšie rozlíšenie jednotlivých tkanív.
Keď testovanie trvá namiesto týždňov len zlomok času
Veľmi zaujímavý pohľad ponúklo laboratórium venované mobilným röntgenovým systémom. Poznáme ich z nemocníc napríklad ako Cios Alpha – zariadenia, ktoré môžu lekári používať priamo pri pacientovi, napríklad počas chirurgických zákrokov. Košický tím však nevyvíja iba samotnú technológiu. Zaoberá sa aj automatizáciou jej testovania.
„Nikto to nechce robiť manuálne. Je to zdĺhavé a logicky opakujúce sa. A práve tieto veľmi nudné a zdĺhavé testy nahrádzame automatizáciou,“ priblížil jeden z vývojárov, Tomáš Tkáčik.
Test, pri ktorom človek opakovane mení parametre, vytvára snímky, ukladá ich a exportuje, môže počítač vykonávať automaticky. A môže tak robiť aj v noci. Výsledky sú pritom veľmi konkrétne. Testovacie fázy, ktoré pôvodne trvali približne 9 až 12 týždňov, sa vďaka automatizácii podarilo skrátiť približne na 4 až 5 týždňov.
„Automatizované testovanie však môže bežať aj vtedy, keď sú ľudia doma,“ vysvetlil nám. Chyba sa tak môže odhaliť v čase, keď by sa k nej človek pri klasickom testovaní vôbec nedostal. V jednom prípade dokázala automatizácia zmeniť dvoj- až trojtýždňovú manuálnu prácu na úlohu, ktorú kolega spustil popoludní a ráno ju mal hotovú.
Tri mesiace namiesto desiatich rokov
Azda najlepšie ukazuje náročnosť vývoja medicínskych zariadení laboratórium, kde sa testujú operačné stoly.
Tie musia zvládnuť nielen presné pohyby počas náročných zákrokov, ale aj záťaž pacienta s hmotnosťou až 300 kilogramov. Zároveň musia zostať dokonale stabilné, pretože aj drobné vibrácie môžu ovplyvniť obraz, ktorý lekár počas zákroku sleduje. Vývojári preto testujú aj životnosť.
Pri každej modernizácii alebo výmene komponentu sa pritom všetko testuje nanovo. V laboratóriách dokonca zostávajú aj staršie systémy, ktoré sú na trhu desiatky rokov. Vďaka nim môžu vývojári overovať nové komponenty a ich správanie v starších zariadeniach. Dôvod je jednoduchý: chybu je lepšie odhaliť v laboratóriu než v nemocnici.
Potvrdila to aj skúsenosť tímu pri vývoji nového mobilného röntgenového systému. Nový, väčší a ťažší detektor si vyžiadal úpravu konštrukcie zariadenia. Pri testovaní však rameno zariadenia po určitom čase nevydržalo záťaž a odpadlo. Na prvý pohľad nepríjemná situácia bola v skutočnosti presne tým, čo má testovanie odhaliť. Konštrukcia sa upravila a problém sa vyriešil ešte vo fáze vývoja – ďaleko od nemocnice a reálneho pacienta.
A práve o tom je pohľad do košických laboratórií. Za zdravotníckou technológiou, ktorú pacient vidí možno len niekoľko minút, je množstvo práce, ktorú nikdy neuvidí. Softvér, umelá inteligencia, mechanika, simulácie, automatizované testy a predovšetkým ľudia, ktorí sa snažia predvídať aj to, čo sa ešte nestalo.
Fotografie v článku: A. Bercik
Od 
