Opracowanie innowacyjnego urządzenia opartego na elektrycznej tomografii spektroskopii impedancyjnej do monitorowania stanu zdrowia

Netrix S.A. realizuje projekt pn. „Opracowanie innowacyjnego urządzenia opartego na elektrycznej tomografii spektroskopii impedancyjnej do monitorowania stanu zdrowia”. Projekt jest współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Działania Ścieżki Smart, Priorytetu Wsparcie dla Przedsiębiorstw, Programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki.

Celem projektu jest opracowanie innowacyjnego urządzenia medycznego umożliwiającego kompleksowy pomiar parametrów zdrowotnych. Najważniejszą innowacją w ramach projektu jest zastosowanie techniki Elektrycznej Tomografii Spektroskopii Impedancyjnej (ETSI) do oszacowania poziomu glukozy. ETSI jest nieinwazyjną techniką (w odróżnieniu od inwazyjnych metod konkurencyjnych), która wykorzystuje stymulację elektryczną do badania właściwości fizyko-chemicznych ośrodka, w tym do pomiaru glukozy. Urządzenie będzie miało zdolność komunikacji z opiekunem pacjenta oraz możliwość autonomicznego wezwania pomocy przez system w razie wykrycia anomalii parametrów medycznych. System RescueNet, będący innowacyjną usługą z zakresu bezpieczeństwa, umożliwia natychmiastową interwencję medyczną przez odpowiednio przeszkolonych ratowników obywatelskich. Dzięki działaniu w czasie rzeczywistym, system powiadamia najbliższych dostępnych ratowników w przypadku zagrożenia zdrowia lub życia. Urządzenie medyczne zostanie dodatkowo wyposażone w zaawansowane układy do pomiaru pulsu, saturacji (SpO2), szacowanego ciśnienia krwi oraz temperatury. Wyróżniać się będzie również wbudowanym systemem-on-module umożliwiającym precyzyjny pomiar parametrów medycznych. Prototyp urządzenia zostanie poddany szczegółowym testom funkcjonalnym, celem zapewnienia, że spełnia on najwyższe standardy jakości i precyzji pomiaru.

Grupą docelową i ostatecznymi odbiorcami, do których skierowany jest projekt są przede wszystkim osoby z cukrzycą oraz osoby narażone na choroby sercowo – naczyniowe dla których bardzo ważnym aspektem jest możliwość monitorowania stanu zdrowia przy wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań.

Prace w ramach projektu będą realizowane w ramach badań przemysłowych, eksperymentalnych   prac rozwojowych:

zadanie 1 – badanie przemysłowe – Opracowanie prototypowego rozwiązania hardware oraz software z wykorzystaniem Elektrycznej Tomografii Spektroskopii Impedancyjnej (ETSI)

Celem zadania jest rozwinięcie technologii z III poziomu gotowości technologicznej do poziomu V. W tym celu konieczne znalezienie odpowiedzi na następujące pytania badawcze:

1. Jaki powinien być zakres częstotliwości, aby wykonywane pomiary miały duże przełożenie na poziom glukozy w krwi (wysoka korelacja)?

2. W jaki sposób dokonać wiarygodnego przełożenia pomiaru impedancji na poziom glukozy we krwi? Jaki model fizyczny należy przyjąć w algorytmach?

3. W jaki sposób należy dokonać hybrydyzacji sposobu pomiarów ETSI z pomiarami z wykorzystaniem technik optycznych?

4. Jaka powinna być częstotliwość pomiaru, kolejność, sposób próbkowania w przypadku tych dwóch technik, aby zmaksymalizować dokładność?

5. W jaki sposób należy dokonać hybrydyzacji otrzymanych pomiarów napięcia/impedancji (ETSI) oraz danych z czujników optycznych (wartości bezpośrednie) z wykorzystaniem inteligencji obliczeniowej tak, aby osiągnąć wysoką dokładność pomiarową?

W celu osiągniecia poziomu V konieczne jest zbadanie opracowywanego rozwiązania w środowisku zbliżonym do rzeczywistego, dlatego konieczne będzie zbudowanie fantomu pozwalającego na pomiar z wykorzystaniem tych dwóch technik oraz techniki referencyjnej. Powoduje to konieczność odpowiedzi na dodatkowe pytania badawcze:

6. W jaki sposób i z jakich materiałów należy wykonać fantom do testów urządzenia w celu weryfikacji jego pracy? Czy konieczne jest opracowanie nowych materiałów odzwierciedlających przewodność ludzkiego ciała?

7. Jakie mieszaniny z glukozą oraz z jakimi domieszkami należy przygotować, aby odwzorować krew bez konieczności jej używania?

zadanie 2 – badania przemysłowe – Przygotowanie zminiaturyzowanego i mobilnego rozwiązania urządzenia ETSI. Przygotowanie zminiaturyzowanego i mobilnego rozwiązania urządzenia ETSI.

Zadanie to będzie polegało na przeprojektowaniu urządzenia z niezależnych modułów na jedno zintegrowane urządzenie. Dlatego, konieczne jest dalsze przeprowadzenie prac mających na celu znalezienie odpowiedzi na następujące pytania badawcze:

1. Jak zminiaturyzować elementy składowe urządzenia, takie jak układy elektroniczne, czujniki, elektrody, bez pogorszenia jakości pomiarów?

2. Jak zoptymalizować zużycie energii urządzenia, aby wydłużyć czas pracy na jednym naładowaniu? 3. Jak skutecznie zintegrować wszystkie moduły urządzenia, tak aby zapewnić bezproblemowe działanie i łatwość obsługi?

4. Jak obniżyć koszty produkcji urządzenia, jednocześnie utrzymując wysoką jakość pomiarów i funkcjonalność?

 5. Jak dostosować konstrukcję urządzenia i jak zmodyfikować schematy elektryczne oraz PCB, aby urządzenie mogło zostać poddane certyfikacji w kolejnym zadaniu?

6. Jakie rezultaty z przeprowadzonych badań w zadaniu 1 pozwolą na ulepszenie rozwiązania zarówno od strony elektronicznej jaki od strony algorytmicznej

7. W jaki sposób zmodyfikować opracowane do tej pory algorytmy, aby osiągnąć dokładność pomiaru dorównującą lub przewyższającą metody inwazyjne?

8. Jak zintegrować urządzenie z centralnym systemem analityki, aby był niezawodny oraz przetwarzał dane w trybie on-line?

9. W jaki sposób zoptymalizować przesyłanie danych, aby zmniejszyć ilość przesyłanych komunikatów między serwerem a urządzeniem?

Zadanie 3 – prace rozwojowe –   Integracja wszystkich elementów systemu. W ramach zadania 3 przeprowadzone zostaną prace mające na celu integrację wszystkich elementów systemu w celu stworzenia kompleksowego i funkcjonalnego rozwiązania do monitorowania zdrowia pacjenta. Integracja będzie obejmować zarówno aspekt sprzętowy, jak i oprogramowanie. Na poziomie sprzętowym przeprowadzone zostaną modyfikacje urządzenia pomiarowego w celu skonsolidowania wszystkich modułów w jedno urządzenie. Będzie to wymagało przemyślanego projektu mechanicznego, zastosowania odpowiednich złączy, przewodów i osłon chroniących czujniki. Integracja będzie wymagać również harmonizacji zasilania i interfejsów komunikacyjnych między modułami. Na poziomie oprogramowania wbudowanego przeprowadzone zostaną prace nad integracją i synchronizacją działania wszystkich modułów. Będzie to obejmować tworzenie jednolitego interfejsu użytkownika, centralną logikę sterującą oraz mechanizmy przetwarzania danych między modułami. Integracja z systemem analityki będzie wymagała definicji odpowiednich interfejsów i protokołów komunikacyjnych, a także zastosowania dedykowanych algorytmów przetwarzania i analizy danych. Ostatecznym etapem prac integracyjnych będzie przeprowadzenie testów i weryfikacji, które pozwolą na sprawdzenie poprawności działania systemu jako całości. Testy obejmą zarówno działanie funkcjonalne, jak i niezawodność i wydajność systemu. Będzie to obejmować testy pomiarowe, porównanie wyników z referencyjnymi metodami inwazyjnymi oraz walidację algorytmów przetwarzania danych.

W wyniku realizacji projektu stworzony zostanie gotowy do masowej produkcji prototyp urządzenia medycznego, który zrewolucjonizuje sposób monitorowania zdrowia pacjentów z cukrzycą. Urządzenie będzie łatwe w użyciu dla pacjentów i personelu medycznego, umożliwiając szybki, skuteczny i bezbolesny pomiar wielu parametrów zdrowotnych. Integracja z systemem RescueNet zapewni natychmiastową reakcję w przypadku wykrycia jakiejkolwiek anomalii medycznej, co może być decydujące dla ratowania zdrowia i życia pacjentów

Wartość projektu: 7 499 289,74 zł
Wysokość wkładu z Funduszy Europejskich: 5 222 196,41 zł
Okres Realizacji: lipiec 2024 – czerwiec 2027

#FunduszeUE
#FunduszeEuropejskie