Za niekoľkými minútami vyšetrenia sú mesiace vývoja. Ako na Slovensku vznikajú medicínske technológie používané na celom svete?

Slovensko dlhé roky hľadá spôsob, ako znížiť závislosť ekonomiky od automobilového priemyslu a montážnej výroby. Tie síce prinášajú pracovné miesta, no čoraz dôležitejšie je aj to, aké odborné znalosti, skúsenosti a technologické know-how u nás zostávajú. Jednou z ciest je rozvíjať prácu s vyššou pridanou hodnotou, pri ktorej sa produkty nielen vyrábajú, ale aj vyvíjajú, testujú a zdokonaľujú. Príkladom sú medicínske technológie. Na vývoji diagnostických zobrazovacích prístrojov, ako sú CT alebo röntgenové systémy používané v nemocniciach po celom svete, sa podieľajú aj odborné tímy zo Slovenska.

Pacient strávi pri vyšetrení niekoľko minút. Za týmto krátkym okamihom sú však mesiace vývoja, testovania a overovania. Diagnostický zobrazovací prístroj musí vytvárať kvalitný obraz, pohybovať sa s vysokou presnosťou a spoľahlivo fungovať aj po tisícoch opakovaných úkonov každodennej prevádzky. Inžinieri overujú aj mechanické časti, pohyby jednotlivých komponentov, reakcie softvéru či spoluprácu hardvéru s ďalšími systémami. Dôležité je pritom odhaliť aj problémy, ktoré by sa pri bežnom používaní mohli prejaviť až po mesiacoch alebo rokoch.

CT a röntgen, ktorý navrhne nastavenie sám

Jednou z oblastí, na ktorých pracujú odborníci na Slovensku, je softvér pre röntgenové systémy. Moderné systémy využívajú kamery a senzory, ktoré dokážu rozpoznať telesnú stavbu pacienta. Na základe získaných údajov navrhnú vhodné nastavenie vyšetrenia a pomáhajú aj s jeho polohovaním.

 “Vďaka asistencii umelej inteligencie nemusí technik všetky parametre nastavovať manuálne. Pri snímkovaní dlhších častí tela, napríklad chrbtice alebo dolných končatín, dokáže systém vytvoriť viacero záberov a následne ich spojiť do jedného obrazu,” približuje Lukáš Borovský, vedúci tímu softvérového vývoja röntgenových systémov v Siemens Healthineers.

Napríklad, v nemocnici v Madride, kde sa tieto systémy používajú, vyšetria denne aj viac ako 200 pacientov. Softvér  sa však využíva tiež v röntgenových systémoch nainštalovaných v slovenských nemocniciach, napríklad v Banskej Bystrici, Vyšných Hágoch a Prešove.

Podobný princíp sa uplatňuje aj pri CT vyšetreniach. Špeciálna 3D kamera so senzormi dokáže vytvoriť priestorovú mapu tela pacienta a rozpoznať jeho jednotlivé oblasti. Následne vyberie časť tela, ktorú potrebuje vyšetriť, a systém pomôže rádiológovi určiť rozsah skenovania a prispôsobí potrebnú dávku žiarenia.

Tieto príklady ukazujú, že umelá inteligencia v medicínskych technológiách nemusí znamenať iba automatické vyhodnocovanie snímok. Môže pomáhať už pri samotnej príprave a realizácii vyšetrenia. Jej návrhy však musia byť overené a zdravotník zostáva tým, kto má nad vyšetrením kontrolu a rozhoduje o ďalšom postupe.

Potenciálnu odchýlku je nutné odhaliť už v laboratóriu

Slovenské tímy sa podieľajú aj na vývoji a testovaní technológií pre robotické röntgenové systémy. Tie lekárom umožňujú počas intervenčných zákrokov zobrazovať srdce, cievy či mozog z rôznych uhlov a presne sledovať ošetrovanú oblasť bez potreby otvorenej operácie. Skúšky medicínskej techniky znamenajú “nekonečné” opakovanie rovnakých úkonov. Pri overovaní softvéru menia inžinieri tisíce parametrov, exportujú snímky a porovnávajú dáta. Tieto stereotypné postupy dnes vo veľkom automatizujú.

„Vyvinuli sme riešenia, ktoré umožňujú testovať softvér aj hardvér v jedinom prepojenom cykle. Systém pracuje samostatne bez prítomnosti človeka, takže testy bežia nepretržite aj cez noc. Fázy, ktoré kedysi trvali 9 až 12 týždňov, dnes zvládame za štyri až päť,“ hovorí Matej Matta, Advanced Therapy Test Architect v Siemens Healthineers.

Extrémnym testom prechádzajú aj operačné stoly. Tie musia znášať opakovanú manipuláciu pacientov s hmotnosťou až do 250 kilogramov, pričom stôl musí zostať dokonale stabilný aj pri náročnom náklone v stiesnenom priestore operačnej sály. “Vývojári pomocou simulácií dokážu počas troch mesiacov nasimulovať desaťročnú prevádzku stola a preveriť súhru mechaniky a riadiacich softvérov,” vysvetľuje Matúš Hric, vedúci Vývojového centra pre medicínsku elektroniku a mechatroniku v Siemens Healthineers.

Na jednom prístroji pracujú tímy z viacerých krajín

Vývoj medicínskeho zariadenia si vyžaduje spoluprácu odborníkov s rôznymi znalosťami. Jedni pracujú na softvéri, ďalší na elektronike či mechanických častiach a iní preverujú, či všetko funguje správne ako jeden celok. Dôležité je pritom rozumieť aj tomu, ako zdravotníci s prístrojom pracujú a čo potrebujú pri vyšetrení alebo zákroku.

“Nefungujeme izolovane, ale ako prepojený celok. Tímy v Košiciach, Bratislave a Žiline spolupracujú s kolegami v zahraničí z Nemecka, USA, Indie a Číny. Navyše všetky  navrhované riešenia konzultujeme priamo s lekármi, navštevujeme nemocnice, kde sú zariadenia nainštalované, a rozprávame sa so zdravotníkmi o ich skúsenostiach. Vďaka tomu lepšie rozumieme tomu, čo pri práci potrebujú a čo by sa dalo zlepšiť,” vysvetľuje Ľuboslav Jochman, vedúci tímu softvérových inžinierov v Siemens Healthineers.

 Know-how, ktoré sa buduje roky

Vybudovanie silného technologického zázemia je výsledkom viac ako troch desaťročí práce. Vývojové tímy sa postupne posunuli k systémovej integrácii, mechatronike a najnovšie aj k inováciám hardvéru.

Príklad medicínskych technológií ukazuje, že špičkové inovácie nemusia vznikať iba v najväčších svetových technologických centrách. O úspechu na globálnom trhu rozhodujú predovšetkým odbornosť, skúsenosti a profesionalita ľudí a dôvera, ktorú si vybudujú v medzinárodných tímoch.

„Naša skúsenosť ukazuje, že takéto know-how sa buduje postupne, rokmi profesionálnej práce a preberaním zodpovednosti za čoraz náročnejšie úlohy. Na Slovensku tak vznikol ucelený vývojový ekosystém  od softvérového inžinierstva a mechatroniky cez  testovanie až po inovačné centrum v Bratislave. Prepojenie týchto kapacít vytvára silné zázemie pre vývoj medicínskych technológií, ktoré dnes nachádzajú uplatnenie v nemocniciach po celom svete,” uzatvára Ľuboslav Jochman.