خلاصه فناوری
درصد قابل توجهی از مرگ و میر در بخشهای بیمارستانها و بهدلیل نبود دستگاههای پایش رخ میدهد. این دستگاهها عمدتاً به دلیل تحمیل هزینههای گزاف به بیمارستان، مورد استفاده قرار نمیگیرند و همچنان از روشهای سنتی مرسوم، بهمنظور ثبت اطلاعات بیماران استفاده میشود که دارای خطا و فاقد اطلاعات کامل جهت درمان است. بهعلاوه برخی از بیماران پس از ترخیص تا مدتی نیازمند مراقبت و پایش علائم هستند، با استفاده از این دستگاه، این امکان فراهم میشود . محصول پیشنهادی تیم پژوهشی با نام حِکیپَچ، یک دستگاه سبک و بیسیم قابل نصب بر بدن بیمار است که علاوهبر اندازهگیری مستمر متغیرهای زیستی، آنها را پردازش و در صورتی که فرد دچار هرگونه اختلال یا نکته مشکوکی باشد آن را گزارش میکند. همچنین اطلاعات کامل بیمار را بهصورت یک پرونده کامل ذخیرهسازی میکند و در اختیار کادر درمان قرار میدهد تا بهصورت مستمر تغییرات و شرایط بیمار در بیمارستان یا در خانه و از راه دور بررسی شود.
دستگاه حِکیپَچ این قابلیت را خواهد داشت که همزمان شش علامت حیاتی را تا 95درصد، بهصورت 24 ساعته و بهمدت هفت روز بدون قطعی، اندازهگیری، پردازش و ثبت کند. این دستگاه قابلیت اندازهگیری ضربان قلب و نرخ تنفس را از سه کانال مجزا (سه سنسور مختلف) فراهم میکند به این ترتیب دقت کمیتهای گزارش شده بالاتر میرود. این دستگاه دارای سنسور دمای پزشکی با دقت 0.1 درجه سانتیگراد مناسب برای اندازهگیری دقیق دمای بدن است. این دستگاه تا 98 درصد دقت مشابه با دستگاههای مراقبت پزشکی موجود در بازار را خواهد داشت.
ضرورت مسئله
در سالهای اخیر شیوع بیماریهای قلبی و ریوی روز به روز رو به افزایش است و عوارض متفاوت آنها از آسیبهای جسمی تا مرگ نیز افراد بسیاری را درگیر میکند. تشخیص بهموقع احتمال وقوع این بیماریها تا حد زیادی میتواند از عوارض آن بکاهد و از این رو پایش مستمر وضعیت سلامت جسمی اهمیت ویژهای دارد. مراجعه مستمر به مراکز درمان و بیمارستان و بررسی نشانگرهای زیستی مهم مانند فشار خون، قندخون، ضربان قلب، دمای بدن، صدای قلب و ریه، سطح اکسیژن خون و تشخیص اختلالات احتمالی هریک، فرآیندی بسیار وقتگیر، پرهزینه و برای برخی افراد غیرممکن است.
با اینکه زیرساختهای لازم جهت ارتباط از راه دور بین بیمار و پزشک در حالحاضر فراهم است، همچنان نیاز به دستگاه جامع جهت پایش و بررسی علائم حیاتی بیماران از راه دور احساس میشود و در این صورت است که امکان تشخیص و درمان درست فراهم میشود، چراکه صرفاً گفتوگو با پزشک نمیتواند مساله اصلی بیمار را آشکار و حل کند و بیماران ناچار به حضور فیزیکی میشوند.
مساله دیگر عدم وجود تاریخچه اندازهگیری مستمر متغیرهای زیستی مانند ضربان و نوار قلب است، چراکه جهت درمان برخی بیماریها نیاز به تاریخچهای از علائم افراد و همچنین همبستگی این اطلاعات است که معمولاً این اطلاعات در دسترس نیست یا بهصورت پراکنده و محدود وجود دارند. بهعلاوه ناراحتیهای مقطعی مانند دردگرفتن قلب برای افرادی که در منزل یا به دور از مراکز درمان هستند، بهسرعت قابل پیگیری نیست و در نتیجه امکان بررسی علت بیماری فراهم نمیشود.
مساله مهم دیگر عدم وجود زیرساختهای لازم جهت پیشرفت کشور در زمینه استفاده از هوش مصنوعی در صنعت پزشکی است. با توجه به رشد روزافزون این تکنولوژی، کاربرد آن در صنایع مختلف در جهان درحال افزایش است و در کشور ما نیز این پیشرفت باید صورت بگیرد. بههمین منظور دادههای موجود در صنعت پزشکی باید بهصورت دیجیتال درآیند که در مدلهای یادگیری ماشین قابل استفاده باشند و بتوانند، فرآیند تشخیص و درمان بیماریها را تسهیل و تسریع بخشند. دستیابی بهچنین هدفی نیازمند وجود دستگاهها و نرمافزارهای پزشکی مبتنی بر اینترنت اشیاء است.
مسئله اصلی تحقیق
درصد قابلتوجهی از مرگ و میرها در بخشهای بیمارستانها رخ میدهد و یکی از مهمترین دلایل آن نبود دستگاههای پایش مستمر در بخشهای مختلف بیمارستانها است. غالباً به علت هزینههای گزاف دستگاههای پایش، از آنها در بخشها استفاده نمیشود و به جای آن، پرستارها در ساعات مشخص به اتاقهای بخشها مراجعه کرده و علائم حیاتی افراد را اندازهگیری میکنند. به دلیل سنگین بودن شغل پرستاران و خستگیهای مفرط آنان، این اندازهگیری در برخی اوقات با خطا گزارش میشود و حتی در برخی موارد، پرستار بدون این که علائم حیاتی را اندازهگیری کند جدول علائم حیاتی بیمار را تکمیل میکند. در نتیجه روش سنتی ثبت اطلاعات حیاتی بیماران کارآمد نبوده و همچنین کامل نبودن و عدم وجود همبستگی بین علائم مختلف، تشخیص و درمان را دشوار میکند.
مشابه شرایط بالا، برای بیمارانی که در خانه بستری هستند و همچنین بیماران خاصی که به تازگی از بیمارستان ترخیص شدهاند امکان پایش مستمر علائم حیاتی فراهم نیست. بهعلاوه برای بیمارانی که در مناطق محروم و در شهرهای کوچک زندگی میکنند، امکان دسترسی به امکانات و پزشکان حاذق جهت درمان فراهم نیست.
نظارت مستمر، نظارت بر بیمار را فراتر از بررسیهای معمولی و نقطهای بهبود میبخشد و پزشکان و پرستاران را قادر میسازد تا مراقبت بهتر و مداخلهی سریعتری ارائه دهند. مراقبان میتوانند وضعیت بیمار را در زمان حال ارزیابی کنند و همچنین روند علائم حیاتی را بررسی کنند. ادغام یکپارچه علائم حیاتی با یک رابط کاربر پسند منجر به تجزیه و تحلیل به موقع میشود و کادر درمان را قادر میسازد در صورت لزوم مداخله کنند. در واقع این طرح به نجات جان افراد کمک میکند و در عین حال باعث صرفهجویی در زمان و هزینه میشود.
پایش مستمر وضعیت سلامت جسمی اهمیت ویژهای دارد. مراجعه مستمر به پزشک و بررسی نشانگرهای زیستی مهم مانند فشارخون، قندخون، ضربان قلب، دمای بدن، صدای قلب و ریه فرایندی بسیار وقتگیر و پرهزینه است. افزون بر این، بایگانی کردن دادههای مستمر و کامل هر بیمار بهصورت یک تاریخچه برای پزشکان و به خصوص پزشکانی که با دیدگاه سنتی فعالیت میکنند بسیار دشوار است.
درباره تیم پژوهشی
|
رشته/ مقطع تحصیلی |
همکار/مشاور طرح |
وضعیت و محل اشتغال فعلی |
سعید اخوان |
دکتری برق - مخابرات |
مجری اول |
عضو هیاتعلمی/دانشگاه تهران |
امیرحسین مسندی |
دکتری برق - الکترونیک |
مجری دوم |
عضو هیاتعلمی/دانشگاه بریتیش کلمبیا |
سیدحسین کسایی |
ارشد مهندسی برق |
مدیر محصول |
شاغل بخش خصوصی |
علی قشلاقی |
مهندسی برق |
همکار |
شاغل بخش خصوصی |
نرگس غلامی |
مهندسی نرم افزار |
همکار |
شاغل بخش خصوصی |
پرنا اسدی |
مهندسی نرمافزار |
همکار |
شاغل بخش خصوصی |
عرفان پناهی |
مهندسی برق |
همکار |
شاغل بخش خصوصی |
سوابق عرضهکننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی
آقای دکتر سعید اخوان: ایشان فارغالتحصیل کارشناسی، کارشناسیارشد و دکتری از دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه تهران و دانشگاه گرونبل فرانسه هستند. حوزه تخصصی ایشان پردازش سیگنالهای پزشکی و راداری میباشد. ایشان هماکنون عضو هیاتعلمی دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه تهران در گروه مخابرات سیستم هستند.آقای دکتر امیرحسین مسندی: فارغالتحصیل کارشناسی رشته مهندسی برق از دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه تهران هستند و تحصیلات تکمیلی خود را در دانشگاه بریتیش کلمبیا در کشور کانادا گذراندند و در همان دانشگاه نیز عضو هیاتعلمی دانشگاه شدند. حوزه تخصصی ایشان الکترونیک است و از مدیران ارشد شرکت کوالکام هستند.
آقای مهندس سیدحسین کسایی: ایشان دانشآموخته کارشناسی و کارشناسیارشد دانشگاه تهران در رشته برق هستند و سابقه کار در سه استارتاپ در حوزه اینترنت اشیاء با عنوانهای مهندس الکترونیک، برنامهنویس سیستمهای نهفته، طراح بردهای الکترونیکی و مدیریت محصول را دارند. با توجه به پیشینه علمی هشت ساله و تجربه کاری چهار ساله، در حوزه برق و کامپیوتر، فرد مناسبی جهت مدیریت پروژههای اینترنت اشیاء هستند.
آقای مهندس علی قشلاقی: ایشان دانشآموخته کارشناسی دانشگاه تهران در رشته مهندسی برق هستند. بهدلیل علاقهمندی به برنامهنویسی Python و علم داده بعد از فارغالتحصیلی در این زمینه مشغول به کار شدهاند و حدود سه سال است که در زمینه برنامهنویسی Python و بکاند سایت مشغول هستند. همچنین سابقه کار در شرکت زرینپلاس بهعنوان توسعهدهنده بکاند را دارند.
خانم مهندس نرگس غلامی: ایشان دانشآموخته کارشناسی دانشگاه تهران در رشته مهندسی کامپیوتر هستند. در زمان تحصیل سابقه تدرس داشته و بهمدت یک و نیم سال است که سابقه طراحی رابطکاربری سایت با فریمورک React را دارند.
خانم مهندس پرنا اسدی: ایشان دانشآموخته کارشناسی دانشگاه تهران در رشته مهندسی کامپیوتر هستند. سابقه 5 سال طراحی و توسعه وبسایت و نرمافزارهای تحتوب متمرکز بر بهبود تجربه کاربری را دارند. همچنین دارای تجربه توسعه راهحل محور وباپلیکیشنهای فروشگاهی و مدیریتی با MERN stack و JAMstack را دارند.
آقای مهندس عرفان پناهی: ایشان دانشآموخته کارشناسی دانشگاه تهران در رشته مهندسی برق هستند. زمینه کاری ایشان پردازش سیگنال و یادگیری ماشین است و تاکنون بر روی پردازش انواع سیگنالهای حیاتی مانند ECG، PPG و PCG کار کردهاند.
مزایا
محصول پیشنهادی با نام حِکی پَچ دارای مزایا به شرح زیر است:
- دستگاهی سبک و بیسیم که مانند چسب زخمهای بزرگ میتواند بر بدن نصب شود.
- استفاده آسان بدون ایجاد مزاحمت برای بیمار
- هزینه پایین نسبت به تجهیزات پایش موجود در بیمارستان
- امکان پایش بیماران بستری در بیمارستان و خانه
- اندازهگیری مستمر متغیرهای زیستی شامل: نوارقلب، ضربان قلب، نرخ تنفس، فشارخون، قندخون، دمای بدن، حالت بدن و تشخیص افتادن
- اندازهگیری مستمر به مدت 7 روز بدون توقف
- پردازش متغیرهای زیستی و اعلام و گزارش به کادر درمان در صورتی که فرد دچار هرگونه اختلال یا نکته مشکوکی باشد.
- ذخیرهسازی مستمر متغیرهای زیستی و تشکیل یک پرونده کامل شامل تمامی متغیرهای اندازهگیری شده و ثبت علامت در تاریخچه در زمان وقوع وضعیت بحرانی در بیمار، که امکان دسترسی سریع به علائم ثبت شده در این زمان را فراهم میکند.
کاربرد
هدف اصلی از توسعه دستگاه حکیپچ، فراهم کردن امکان اندازهگیری مستمر علائم حیاتی بیماران از راه دور است. بنابراین این دستگاه میتواند در بیمارستان و همچنین در منزل مورد استفاده قرار گیرد. بهدلیل ارزان قیمت بودن، استفاده آسان و همچنین فراهم کردن اطلاعات بهصورت تاریخچه، امکان پایش همه بیماران بیمارستان بهصورت یکجا و در یک پنل کنترلی فراهم میشود. در این صورت اگر بیماری احساس ناراحتی کند، کادر درمان بهسرعت با خبر شده و رسیدگی سریعتر انجام میشود. همچنین فراهم بودن تاریچه این علائم به تشخیص و درمان بیماران کمک میکند. برخی از بیماران بهدلیل شرایط خاصی که دارند حتی بعد از ترخیص نیازمند پایش مستمر هستند که در این شرایط هم حکیپچ این امکان را فراهم میکند. بهعلاوه این دستگاه برای برخی از بیماران که در شهرستانهای به دور از امکانات و پزشک زندگی میکنند، امکانات درمان را فراهم میکند.
خروجیهای مورد انتظار تحقیق
این تحقیق در نهایت شامل سه محصول خواهد بود:
- حکیپچ (HekiPatch)
- حکیگیت (HekiGate)
- حکیمانیتور (HekiMonitor)
حکیپچ یک دستگاه کوچک و بیسیم است که با باتری کار میکند و با چسب بر سینه بیمار نصب میشود. دارای قابلیتهای زیر خواهد بود:
- اندازهگیری 8 متغیر زیستی: نوار قلب، ضربان قلب، نرخ تنفس، فشارخون، قندخون، دمای بدن، حالت بدن و تشخیص افتادن بیمار
- اندازهگیری مستمر به مدت 7 روز متوالی و ثبت حداقل 95 درصد وقایع
- اندازهگیری ضربان قلب و نرخ تنفس از سه کانال (به کمک سه عدد سنسور)
- دارای سنسور دمای پزشکی با دقت 0.1 درجه سانتیگراد در محدودهی 37-39 درجه سانتیگراد
- برد دستگاه تا 10 متر
- تا 98 درصد دقت مشابه دستگاههای مراقبت خانگی موجود در بازار
حکیگیت یک دستگاه کوچک به اندازه تبلت و دارای مانیتور است که دستگاههای حکیپچ به آن وصل شده و علائم حیاتی اندازهگیری شده توسط حکیگیت از همه دستگاههای حکیپچ وصل شده جمعآوری شده و به سرور ارسال میشود. در کاربردهای خانگی از تلفن همراه بهعنوان جایگزین این دستگاه استفاده میشود. از قابلیتهای این دستگاه میتوان موارد زیر را نام برد:
- نمایش علائم اندازهگیری شده توسط حکیپچ به صورت زنده
- قابلیت اتصال همزمان تا 5 دستگاه حکیپچ
- امکان کارکرد مستقل بدون اتصال به اینترنت
- دارای باتری بکاپ جهت ادامه کارکرد در مواقع اضطراری
حکیمانیتور نرم افزار طراحی شده جهت استفاده مرکز پرستاری، کادر درمان و پزشکان است به این صورت که متغیرهای زیستی بیماران کل بیمارستان و بیمارانی که بعد از ترخیص در خانه نیازمند پایش هستند، در این نرمافزار همگی بهصورت یکجا برای کادر بیمارستان موردنظر بهصورت زنده قابل مشاهده و پایش است. همچنین اگر بیماری دچار وضعیت حاد شود توسط یک اعلان هشدار به کادر درمان اطلاع داده میشود. بهعلاوه امکان دسترسی به تاریخچه اندازهگیری و درمان براساس متغیرهای حیاتی اندازهگیری شده بیمار که در روزهای گذشته ذخیره شدهاست فراهم میشود.
هزینه و زمان اجرای طرح
- هزینه اجرای طرح حدود 500 میلیون تومان برآورد میشود.
- مدتزمان اجرای طرح حدود 12 ماه برآورد میشود.
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مشارکتکننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکتکننده در ژورنالهای داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانسها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دستاندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتابدهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و باتوجهبه سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعهدهنده، سهم مالکیت قابلمذاکره و توافق است).
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@