„Tomograf elektryczny do innowacyjnego obrazowania i monitorowania obszarowego z wykorzystaniem mapy potencjałów węzłowych”.

Od 01.01.2018 r. Netrix S.A. realizuje projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Działania 1.1 Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 pn. „Tomograf elektryczny do innowacyjnego obrazowania i monitorowania obszarowego z wykorzystaniem mapy potencjałów węzłowych”.

Opis i cel projektu

Głównym celem projektu jest stworzenie mobilnego systemu tomograficznego do obrazowania 3D i monitorowania obszarowego z wykorzystaniem mapy potencjałów węzłowych. System będzie składał się z urządzenia mobilnego umożliwiającego równoczesną rejestrację potencjałów elektrycznych aktywności serca i wentylacji płuc.

Kluczowe wyzwania technologiczne dotyczą:

– Opracowania technologii pomiaru wielkości elektrycznych na podstawie siatki potencjałów oraz stworzenie mechanizmów interpretatora pomiarów elektrycznych na zidentyfikowane jednostki chorobowe

– Opracowania systemu pomiarowego 3D opartego o siatki potencjałów i wieloelektrodowe sensory pomiarowe, umożliwiające monitorowanie aktywności serca

W diagnostyce wielu jednostek chorobowych (przewlekłe choroby układu oddechowego i krwionośnego we wczesnym stadium) niezbędny jest całodobowy monitoring wielu czynności  życiowych pacjenta, podczas jego normalnego funkcjonowania. Przyszłością diagnostyki medycznej są urządzenia realizujące długoterminowy monitoring pacjenta – urządzenia mobilne rejestrujące szerokie spektrum diagnostyczne w celu wykrycia zespołów patologicznych. Odpowiedzią na potrzeby rynku medycznego będzie LETS – mobilny, tomograficzny system obrazowania 3D i monitorowania obszarowego z wykorzystaniem mapy potencjałów węzłowych. System LETS będzie umożliwiał monitorowanie parametrów w zakresie:

  1. Czynność mięśnia sercowego na podstawie zmian mapy potencjałów węzłowych
  2. Przepływ krwi na podstawie zmian mapy potencjałów węzłowych
  3. Zaburzenia rytmu pracy serca na podstawie zmian mapy potencjałów węzłowych
  4. Zaburzenia przewodzenia przedsionkowo-komorowego na podstawie zmian mapy potencjałów węzłowych
  5. Pojemność oddechową płuc na podstawie pomiarów elektrycznej tomografii
  6. Zmiany impedancji płuc na podstawie pomiarów elektrycznej tomografii
  7. Względną przenikalność elektryczną na podstawie pomiarów elektrycznej tomografii

System LETS oparty o technologię elektrycznej tomografii będzie pozwalał na obrazowanie (w czasie rzeczywistym) wentylacji płuc, jednocześnie monitorując aktywność elektryczną serca za pomocą pomiaru sygnałów elektrokardiograficznych. System będzie umożliwiał obrazowanie 3D i monitorowanie obszarowe z wykorzystaniem mapy potencjałów węzłowych.

Schorzenia układu oddechowego i krwionośnego to jedne z najniebezpieczniejszych przypadłości. Nieleczone mogą doprowadzić do bardzo poważnych komplikacji, a nawet do kalectwa i śmierci chorego. Epidemiolodzy przewidują, że do 2020 roku wzrośnie liczba zachorowań na choroby płuc, m.in. przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (POChP), astmę i raka płuc. Przewiduje się także, że choroby te odbiorą życie blisko 12 mln ludzi, przy czym głównym zabójcą będzie POChP. System będzie umożliwiał wspieranie procesu diagnostycznego i monitorowanie stanu pacjentów w takich chorobach jak:

  • Choroba niedokrwienna serca
  • Nadciśnienie tętnicze
  • Zaburzenia rytmu serca i przewodzenia
  • Niewydolność serca
  • Omdlenia wazo-wagalne
  • Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP)
  • Inne przewlekłe chroby płuc (choroby śródmiąższowe)
  • Ostre infekcyjne i nieinfekcyjne choroby płuc (w tym ARDS) dolnych dróg oddechowych
  • Zaburzenia oddychania w czasie snu (SDB)

Wszystkie w/w choroby powodują zmiany w aktywności elektrycznej mierzonych potencjałów, które mogą być wykryte i monitorowane z wykorzystaniem techniki tomografii elektrycznej. Zmniejszenie wydajności układu oddechowego powoduje gorsze natlenienie krwi, co skutkuje nadmiernym obciążeniem mięśnia sercowego. Jednoczesne monitorowanie zarówno wentylacji jak i stanu serca pozwoli na lepszą diagnostykę i przyczyni się do skuteczniejszego doboru metody leczenia. Dodatkowo system pozwoli na wykrywanie ewentualnych nieprawidłowości na wczesnym etapie choroby. System LETS będzie systemem złożonym, składającym się z tomografu elektrycznego, systemu wieloelektrodowych sensorów i silnika analitycznego. Głównym elementem urządzenia będzie pas z aktywnymi elektrodami pomiarowymi. Pas wyposażony będzie w elektrody aktywne, dzięki którym będą wykonywane pomiary w zakresie elektrycznej tomografii (napięcia, pojemności, impedancji oraz sygnałów elektrycznych). W ramach projektu opracowane zostaną techniki pomiarowe z sieci sensorowej (mapy potencjałów) oraz silnik analityczny, który w przyszłości pozwoli na agregację i interpretację uzyskanych danych oraz określenie ich korelacji z jednostkami chorobowymi. System LETS dzięki zastosowaniu tomografii elektrycznej będzie urządzeniem nieinwazyjnym oraz zapewniającym szybkość pomiaru (kilkaset pomiarów na sekundę). Opracowana mapa potencjałów umożliwi dokonanie rekonstrukcji obrazu z dużą  dokładnością.

Wszystkie sygnały pomiarowe będą przekazywane do modułu głównego znajdującego się w centralnej części pasa (na wysokości mostka). Moduł ten będzie spełniał takie funkcje jak:

  • Akwizycja danych pomiarowych EIT i ECT
  • Akwizycja sygnałów elektrokardiograficznych (BSPM – Body Surface Potential Mapping)
  • Wstępne przetwarzanie danych pomiarowych
  • Kalibracja elementów pomiarowych (elektrody aktywne)
  • Przesyłanie danych pomiarowych
  • Zasilanie aktywnych elektrod pomiarowych (ECT i EIT)

System LETS będzie składał się z urządzenia rejestrującego dane oraz silnika analitycznego służącego agregacji i przetwarzania danych.

Silnik LETSWEB – elektroniczny system agregacji i przetwarzania danych będzie umożliwiał agregowanie, przetwarzanie i wnioskowanie na podstawie zebranych danych. Nowe algorytmy zostaną opracowane w oparciu o zagadnienia topologiczne i ich modyfikacje: pochodną topologiczną, pochodną kształtu, metodę zbiorów poziomicowych oraz o zagadnienia z zakresu sztucznej inteligencji: sieci neuronowe, metody głębokiego uczenia. Nowe algorytmy będą również tworzone z zastosowaniem metod statystycznych. Nowe metody i systemy pomiarowe, konstrukcja sprzętu, algorytmy analizy i rekonstrukcji obrazów z danych pomiarowych zostaną opracowane we współpracy z czołowymi ośrodkami naukowymi w Polsce: Politechniką Warszawską Wydział EiTI,  Politechniką Łódzką Wydział EEIiA oraz Instytutem Medycyny Wsi.

 

Wartość Projektu wynosi 7 613 606,66 zł

Wkład Funduszy Europejskich wynosi 5 556 842,90 zł