Velmi blízko člověku

V projektu ANIMMED je řídicí vodič katétru pomocí umělé inteligence zasouván skrz cévní phantom. © Fraunhofer IPA/foto: Vanessa Stachel

Ze bývalé „Projektové skupiny pro automatizaci v medicíně a biotechnologii (PAMB)“ se po deseti letech stala „Klinickými zdravotnickými technologiemi“ Fraunhofer IPA, Mannheim. Přejmenování vyjadřuje, jak se během této doby posunulo zaměření 20členného interdisciplinárního týmu výzkumníků: od čisté laboratořové automatizace směrem k velmi úzké spolupráci s lékaři přímo v klinice.

S založením tehdejší IPA projektové skupiny v Mannheimu měl být tento zavedený lokalita zdravotnické techniky posílen přítomností Fraunhofer. Na začátku se především zaměřovalo na strojírenství, bioprocesní techniku a robotiku. „My stále navrhujeme zařízení, ale nyní se mnohem více zaměřujeme na požadavky klinické praxe,“ vysvětluje fyzik Dr.-Ing. Jens Langejürgen, který je v IPA pět let a od července 2021 vede oddělení.

Testová operace s 5G vybavením

V nemocnicích je do budoucna především důležitá síťová propojenost a digitalizace. Tyto požadavky lze v laboratorních podmínkách jen omezeně replikovat. „Jde o mnoho vlastností a dílčích procesů, které lze efektivně realizovat pouze tehdy, když jsme velmi blízko praxi,“ říká Dr. Langejürgen. Oddělení sídlí uprostřed univerzitní kliniky v Mannheimu. K vybavení patří mimo jiné vlastní hybridní operační sál s 5G technologií, který slouží výhradně výzkumu a vývoji. Jako součást výzkumného kampusu M²OLIE spolupracuje oddělení s lékaři a firmami na nové infrastruktuře pro inovativní a rychlejší léčbu nádorů.

Rozmanité patenty

V průběhu posledních let bylo podáno 29 patentových přihlášek, z nichž 18 již bylo uděleno. Vývoj je různorodý. Patří sem hydraulické chirurgické nástroje stejně jako 3D tištěné roboty pro operace a navigační pomůcky při biopsiích. Sterilní mlecí mechanismus extrahuje z nádorových biopsií živé jednotlivé buňky jako výchozí bod pro personalizovanou terapii. Zda člověk dokáže samostatně dýchat, rozpoznává bezkontaktní senzory, které mohou být klíčové například u předčasně narozených dětí na ventilátoru.

Licence a spin-offy

Kromě výzkumu má oddělení IPA vždy na paměti i možný komerční využití, neboť nakonec mají vývoje přinést prospěch lidem. Kromě licenčních smluv se o to starají spin-offy od zaměstnanců. Několik firem již bylo založeno přímo z oddělení. Vibrosonic vyrábí naslouchátka, která jako „kontaktní čočka do ucha“ zesilují zvuk na bubínku. Thericon využívá multispektrální zobrazování při léčbě nádorů, aby zpřístupnil různé typy tkání. Fast Forward Discoveries rozkládá pro personalizovanou medicínu vzorky tkání na jednotlivé buňky. Další spin-offy jsou ve fázi příprav.

Digitalizace a automatizace

V oblasti „digitalizace“ jsou požadavky a realita v klinikách někdy ještě velmi vzdálené. Vysoce moderní zařízení na jedné straně generují obrovské množství dat. Na druhé straně musí lékaři stále hledat informace v množství poznámek. Tato data zůstávají nevyužitá pro rychlá rozhodnutí nebo optimalizaci léčby prostřednictvím následného výzkumu, protože chybí odpovídající rozhraní. Cílem je zde zajistit, aby všechny relevantní informace byly dostupné současně v jednom elektronickém systému.

Aktuálním projektem je TEDIAS, který již při příjmu pacienta začíná a přebírá rutinní práce. Automatizovaný systém má od začátku strukturovat data a uvolnit více času pro skutečnou interakci mezi lékařem a pacientem. Projekt ANIMMED také využívá metody umělé inteligence k analýze datových sad. Výzkumy zaměřené na zvýšení efektivity digitálních procesů a přínos technologických inovací mají pomoci především malým a středním podnikům již v rané fázi vývoje jejich technologií a přizpůsobit je reálným podmínkám.

Rychlá pomoc v nouzových situacích

Z oddělení Klinických zdravotnických technologií přichází nejen high-tech. Při vývoji Virus Fighter Handbook, jednoduché aplikace pro ovládání ventilátorů během pandemie, a levného infuzního setu pro Ugandu, který pomáhá předcházet chybám při dávkování, bylo hlavním cílem humanitární podpora a solidarita v mezinárodní spolupráci.