Experti z Ústavu biomedicínského inženýrství na VUT v Brně pracují na algoritmu, který být má ve spojení s malým nositelným zařízením schopný sám rozeznat, v jakém fyzickém stavu je konkrétní člověk. Systém zpracovává biologické signály těla a soustředí se na data o srdeční aktivitě a porovnává je s pohybem. Podle toho má poznat, jestli je daný člověk zraněný, případně jak moc. Na projektu s brněnskými vědci spolupracuje i americké námořnictvo, které má zájem systém nasadit minimálně při tréninku vojáků.

„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 pomoc,“ vysvětluje Martin Vítek, člen týmu.

S nápadem na projekt přišel před čtyřmi lety Lukáš Smital, výzkumník, který se biometrii a analýze medicínských a biologických signálů věnuje už roky. Před čtyřmi lety vyvíjel software pro ONR Global, tedy americký úřad pro námořní výzkum. Mayo Clinic, s níž spolupracují i nyní, pro ně tehdy vyráběla samotné zařízení. „Rozhodli jsme se spojit síly a společně ho navrhnout,“ vysvětluje Smital.

Na ústavu tak vznikl tým specializující se na zaznamenávání a analýzu EKG. Algoritmus původně analyzoval výhradně srdeční aktivitu, odborníci ho rozšířili o další funkce včetně akcelerometru. Takže se informace o rychlosti práce srdce pojí s tím, jak se člověk pohybuje.

Foto: Oto Janoušek

Výzkumný tým z ÚBMI FEKT VUT – Lukáš Smital, Martin Vítek, Andrea Němcová, Radovan Smíšek

„Dokážeme tak vyhodnotit, zda zvýšená srdeční aktivita odpovídá chůzi do schodů, nebo je pacient v klidu a dochází k abnormální srdeční reakci,“ popisuje Smital.

Aby bylo možné porovnávat kondici vojáků, kteří jsou v pořádku, s těmi, kteří potřebují pomoc, potřeboval tým data od pacientů i od lidí podstupujících velkou fyzickou zátěž. „Jedna z našich doktorandek Lucie Šatlová se věnuje vytrvalostnímu běhu. Společně s dalšími sportovci nám pomáhala se sběrem dat,“ říká Smital.

Reální sportovci pak ukázali na další problémy. Při velké fyzické námaze se totiž hodně potí a pohybují, takže je třeba u nich používat kvalitnější elektrody než u lékaře.

Další potřeby může přinést výzkum na klinice Mayo. „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 s tím, že je třeba na těle najít místo, které je nejen přesné, ale zároveň na něm elektroda nepřekáží v pohybu.

Výzkumníci z Brně nyní chtějí 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 Smital.

Na základě biosignálů by mělo být možné rozeznat, zda je člověk vážně raněn, případně i to, zda umírá. „Algoritmus by pak umožnil efektivně rozhodnout, které vojáky je nezbytné zachránit dřív a které později, ale to je zatím předmětem budoucího výzkumu,“ uzavírají odborníci.