This post is also available in: English (angielski)

Od 01.01.2021 r. Netrix S.A. jako Partner realizuje projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Działania 4.1.4 Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 pn. „System bezinwazyjnego monitorowania i diagnozowania czynnościowych zaburzeń dolnych dróg moczowych za pomocą tomografii elektrycznej oraz ultradźwiękowej”.

Opis i cel projektu

Netrix S.A. we współpracy z Politechniką Łódzką oraz Instytutem „Centrum Zdrowia Matki Polki” rozpoczął realizacje projektu badawczego mającego na celuopracowanie i budowę kompleksowego nowatorskiego rozwiązania technicznego do diagnostyki wad wrodzonych i zaburzeń czynnościowych układu moczowego, zawierającegourządzenie pomiarowe oraz zestaw sensorów umocowanych do specjalnej bielizny nakładanej na okolicę krocza i brzucha, a obejmującego w metodyce badania pacjenta:

– Elektryczną Tomografię Impedancyjną (EIT) – nieinwazyjna ocena jakościowa i ilościowa czynności dróg moczowych

– Tomografia Ultradźwiękowa (UT) – nieinwazyjna ocena anatomii układu moczowego

Złożoność problemu wymagaopracowania części sprzętowej tomografu dualnego oraz opracowania skomplikowanego oprogramowania do analizy wyników dostarczanych przez taki tomograf. Wykonawcami urządzenia diagnostycznegobędą Politechnika Łódzka oraz firma Netrix S.A. Politechnika ma ogromne doświadczanie w budowaniu oprogramowania dla technik tomograficznych, firma NetrixS.A.posiada doświadczenie w budowaniu obu typutomografów. Instytut „Centrum Zdrowia Matki Polki” określi wymogi dla nowatorskiego rozwiązania poprzez badania laboratoryjne oraz weryfikację jego skuteczność w badaniach klinicznych.

Zaburzenia funkcjonalne dróg moczowych są częstym problemem w populacji pediatrycznej. Szacuje się, że mogą dotyczyć ponad 20% dzieci w wieku do 5 lat i do 2-4% nastolatków. Brak nieinwazyjnych metod diagnostycznych funkcjonalnej i kompleksowej analizy stanu dróg moczowych zmniejsza prawdopodobieństwo poprawnej diagnozy i skutecznego leczenia, może również zwiększać liczbę dziecileczonych bez wyraźnego problemu klinicznego.

Dostępne na rynku urządzenia do diagnostyki czynnościowej dróg moczowych charakteryzują się dużą inwazyjnością. Skutkiem tego jest do 60% niemiarodajnych wyników podczas pierwszej próby i 40%przy powtórzeniu badania w przypadku urodynamiki i 30% w badaniu cystograficznym. Inne badania obrazowe tj. USG, TK czy MRI dają jedynie statyczny obraz anatomii układu moczowego bez możliwościoceny zaburzeń jego funkcji. Wykorzystanie fuzjielektrycznejtomografiiimpedancyjneji tomografiiultradźwiękowejwydaje się być idealnym rozwiązaniem do diagnostyki zaburzeń funkcji dróg moczowych jak i do oceny postępów leczenia. Jego zaletami są: mała inwazyjność, długoczasowaocena funkcji dróg moczowych, relatywnie niska cena aparatury jak i samego badania.

Projekt stawia przed wykonawcami szereg problemów badawczych i wyzwań technologicznych:

1. EIT dla diagnostyki urologicznej – Zastosowanie EIT jako nieinwazyjnej metody oceny czynności dróg moczowych i efektów leczenia rehabilitacyjnego dróg moczowych jest unikatowym rozwiązaniem w skali światowej. Nie istnieją żadne,dostępne rozwiązania diagnostyki urologicznej tego typu. Opracowywany system pozwoli na ciągłą, długotrwałą ocenę bieżącego stanu dróg moczowych. EIT jest techniką wrażliwą na zakłócenia, wymagateż zaprojektowania dedykowanych elektrod pomiarowych zapewniających właściwy kontakt (elektryczny) z ciałem pacjenta.

2. UT dla diagnostyki urologicznej – UT jako nieinwazyjna metoda diagnostyczna pozwala obrazować wewnętrzne struktury ciała (m.in.mięśnie, naczynia krwionośne i narządy wewnętrzne). Systemy diagnostyczne dróg moczowych oparte naUT nie są obecne na rynkach światowych. Budowa takiego systemu wymaga rozwiązania szeregu problemów: ograniczone pola badania, zależność od budowy ciała, trudności w obrazowaniu strukturkostnych i obszarów wypełnionych gazami.

3. Integracja elementów warstwy sprzętowej i programowej – Zastosowanie dwóch technik diagnostycznych w jednym urządzeniu wymaga nie tylko specjalistycznych rozwiązań sprzętowych, ale również opracowania nowych sekwencji pomiarowych. Pomiary wzajemnienie mogą wpływać na siebie. Urządzenie musi być proste w użytkowaniu. Musi być też zgodne z przepisami dotyczącymi urządzeń stosowanych w diagnostyce i terapii.

Integracja w warstwie programowej przewiduje fuzję obrazów uzyskach EIT i UT. Wymagać będzie opracowania nowych, dedykowanych algorytmów przetwarzania, analizy i wizualizacji obrazówtomograficznych.

4. Kalibracja układów pomiarowych – Dla celów kalibracji układów pomiarowych w warunkach laboratoryjnych i klinicznych konieczne jest wykonanie referencyjnych modeli 3D badanego fragmentu ciała ludzkiego. Rozwiązanie wymagaprzygotowania modelu matematycznego, doboru odpowiednich materiałów i druk 3D. Stanowi to złożony problem interdyscyplinarny.Trudnym problemem wymagającym rozwiązania jest budowa modeli odzwierciedlających dynamikę przepływu moczu. Rozwiązaniem jest wykorzystanie urządzeń pomiarowych pozwalających ocenić bieżąceparametry przepływów oraz sterujących nimi w czasie rzeczywistym.

5. Projekt i wykonanie systemu informatycznego wspomagającego diagnostykę urologiczną – System wspomagający diagnostykę, oparty zostanie na zaawansowanych, nowoczesnych algorytmach inteligencji obliczeniowej. System będzie miał za zadanie, w oparciu o zgromadzone wyniki badań,wspomagać proces diagnostyki schorzeń urologicznych i proces planowania indywidualnej, dedykowanej konkretnemu pacjentowi terapii i rehabilitacji. Opracowany system ma być narzędziemwspomagającym pracę lekarza. System będzie pracował w oparciu o dane pomiarowe pochodzące z opracowanego w ramach projektu urządzenia oraz innych metod diagnostycznych.

Szczególnymi wyzwaniami podczas budowy takiego systemu są: opracowanie i implementacja algorytmów uczenia głębokiej sieci neuronowej oraz rozbudowa klasycznego podejścia do sieci głębokich oelementy teorii zbiorów rozmytych i logikę rozmytą (sieć głęboka neuronowo – rozmyta), co pozwoli na ewentualne rozszerzenie opracowywanego systemu o możliwość interpretacji wyniku procesów uczeniai/lub wprowadzania dodatkowej, niekoniecznie precyzyjnej wiedzy w procesie uczenia. Partnerzy są przekonani, że system taki może przyczynić się do opracowania metody referencyjnej w leczeniunietrzymania moczu oraz może mieć wpływ na wytyczne w diagnostyce czynnościowych zaburzeń moczu.

Wartość Projektu wynosi 11 373 211,20 zł

Wkład Funduszy Europejskich wynosi 9 885 484,95  zł