Naukowcy i aparatura z Politechniki Gdańskiej pomogą w walce z koronawirusem. Specjalne stanowisko w UCK

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej pomogą w walce z rozprzestrzenianiem się wirusa SARS-CoV-2. Dzięki ich doświadczeniu i aparaturze, którą dysponują, w Uniwersyteckim Centrum Klinicznym w Gdańsku powstało specjalne stanowisko do zdalnego mierzenia temperatury ciała pacjentów wchodzących do budynku –i to nawet kilku jednocześnie. Pozwoli to na błyskawiczne wykrycie osób z podwyższoną temperaturą i odseparowanie osób zdrowych od potencjalnie zarażonych.

To może być jedno z najbardziej przydatnych rozwiązań w przeciwdziałaniu rozprzestrzeniania się wirusa SARS-CoV-2. Doświadczenie naukowców Politechniki Gdańskiej, pracujących na co dzień nad wykorzystywaniem metod tzw. obrazowania w podczerwieni (czyli termografii) w diagnostyce medycznej, pozwoliło na zainstalowanie przy głównym wejściu do budynku Centrum Medycyny Inwazyjnej UCK w Gdańsku specjalnego stanowiska do zdalnego pomiaru temperatury pacjentów wchodzących do budynku.

Pomysł na wdrożenie rozwiązania, służącego do tej pory jako element szerszego spektrum badań prowadzonych na Politechnice Gdańskiej, wyszedł od rektorów obydwu uczelni badawczych z Gdańska: prof. Krzysztofa Wildego (PG) i prof. Marcina Gruchały (GUMed). Dzięki wspólnej inicjatywie, już w piątek 13 marca w gdańskim UCK zamontowano – na razie testowo – dedykowane stanowisko pomiarowe. Test wypadł pozytywnie i stanowisko będzie uruchomione najprawdopodobniej w poniedziałek 16 marca, po przygotowaniu logistycznym budynku i personelu UCK.

Jak to działa i jak pomoże pacjentom i personelowi szpitala?

Wprowadzone rozwiązanie co prawda nie jest w stanie wykryć samego wirusa SARS CoV-2, ale umożliwi szybsze niż do tej pory wykrycie osób z jednym z najważniejszych jego objawów, czyli podwyższoną temperaturą (gorączka występuje u 94 proc. zarażonych). Aparatura pozwoli na błyskawiczne odseparowanie potencjalnie zarażonych od pozostałych osób przebywających w szpitalu, a także znacząco skróci kolejki, w których mogą znajdować się osoby zarażone wirusem.

– Główne wejście do budynku Centrum Medycyny Inwazyjnej UCK to miejsce, w którym obserwujemy natężony ruch pacjentów, mieści się tam najwięcej naszych poradni – mówi Arkadiusz Lendzion, z-ca dyrektora naczelnego UCK ds. administracyjno-technicznych. – Dlatego właśnie ta lokalizacja została wybrana na zainstalowanie kamery termicznej. Jesteśmy wdzięczni Politechnice Gdańskiej za udostępnienie sprzętu, który niewątpliwie ułatwi nam pracę i wpłynie na zwiększenie bezpieczeństwa osób przebywających w UCK w czasie zagrożenia koronawirusem.

Stanowisko jest wyposażone w specjalistyczną kamerę termograficzną (umożliwiającą obrazowanie w podczerwieni) oraz komputer. Dzięki dedykowanej aplikacji, na ekranie wyświetlany jest obraz z kamery w postaci tzw. termogramów, na których wartość temperatury ciała osoby wchodzącej do budynku jest zakodowana kolorem i przypisana do odpowiedniej wartości. Pomiar jest wykonywany w czasie rzeczywistym i z odległości kilku metrów, a dodatkowo działa wobec kilku osób jednocześnie, podczas gdy dostępne na rynku bezdotykowe termometry działają jedynie w odległości kilkunastu do kilkudziesięciu cm wobec pojedynczego pacjenta.

– Każde ciało promieniuje w zakresie podczerwieni, a natężenie tego promieniowania jest proporcjonalne do temperatury – tłumaczy prof. Mariusz Kaczmarek z Katedry Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej, który od wielu lat zajmuje się badaniem metod termografii w diagnostyce medycznej i koordynował instalację stanowiska w gdańskim szpitalu. – Kamera termograficzna jest kalibrowana i zamienia wartość promieniowania na odpowiadającą jej temperaturę. Dlatego jesteśmy w stanie na odległość oraz bezdotykowo zmierzyć temperaturę pacjentów.

– Kamera działa natychmiast, stąd w kadrze można jednorazowo przebadać więcej osób. Znaczenie ma również fakt, że pomiarów dokonujemy zazwyczaj ze znacznej odległości, czyli od 1 do 2 metrów, a nawet z większej odległości – dodaje prof. Jacek Rumiński, kierownik Katedry Inżynierii Biomedycznej PG. – Co więcej, obrazujemy rozkład temperatury na całej twarzy oraz szyi, a nie tylko punktowo, jak to się dzieje w przypadku termometrów.

Stanowisko będzie działać na pełnych obrotach prawdopodobnie od poniedziałku16 marca. Wszystkie osoby wchodzące do UCK będą miały mierzoną temperaturę aparaturą z Politechniki Gdańskiej oraz wypełnią ankietę dotyczącą stanu zdrowia. W przypadku podwyższonej temperatury oraz występowania objawów, takich jak kaszel, duszność, a także znajdowania się w grupie ryzyka (pobyt w okresie ostatnich 14 dni w rejonie aktywnej transmisji koronawirusa lub kontakt z osobą zakażoną), osoba ta zostanie przewieziona do Pomorskiego Centrum Chorób Zakaźnych i Gruźlicy w Gdańsku (ul. Smoluchowskiego 18).

Metoda o wielu zastosowaniach, współpraca z Intelem

Prace nad zastosowaniem metod termograficznych w diagnostyce medycznej prowadzone są w Katedrze Inżynierii Biomedycznej Politechniki Gdańskiej od końca lat 90., obecnie pod kierunkiem prof. Mariusza Kaczmarka i prof. Jacka Rumińskiego.

Efekty pracy naukowców Politechniki Gdańskiej oraz ich zespołów badawczych mogą teraz pomóc w przeciwdziałaniu rozprzestrzeniania się wirusa SARS-CoV-2, ale zasadniczym celem prac katedry jest rozwój algorytmów i procedur diagnostyki termicznej na drodze bezkontaktowych pomiarów podczerwieni. Są one prowadzone w celu wdrożenia ich do obiektywnej oceny stanu tkanki w zakresie m.in.: głębokości oparzeń skórnych, automatycznego wyznaczania obszarów wymagających leczenia chirurgicznego, oceny stanu mięśnia sercowego przed niektórymi zabiegami, oceny stanu i postępów gojenia się ran pooperacyjnych, zautomatyzowania testów alergicznych, czy zdalnego monitoringu obiektów (w tym ludzi), w tym obserwowania m.in. procesu oddychania i rozkładu temperatury na twarzy (to właśnie ten element prac katedry może być teraz wykorzystany).

Metody stosowane przez naukowców Politechniki Gdańskiej zweryfikowano już klinicznie w Gdańskim Uniwersytecie Medycznym w klinikach Chirurgii Plastycznej, Chirurgii Onkologicznej, Kardiochirurgii UCK, a także w Zachodniopomorskim Centrum Leczenia Ciężkich Oparzeń w Gryficach.

Ponadto, już od wielu lat naukowcy Politechniki Gdańskiej współpracują z firmą INTEL, największym na świecie producentem układów scalonych i mikroprocesorowych. W ramach współpracy z informatycznym potentatem, prowadzą szereg badań w obszarach związanych z praktycznym zastosowaniem technologii informatycznych – takich jak m.in. rozwój metod sztucznej inteligencji dla potrzeb zdalnej diagnostyki medycznej. Współpraca przynosi efekty w postaci wyników badań dotyczących m.in. właśnie obrazowania termicznego twarzy, która może teraz aktywnie przyczynić się do zmniejszenia ryzyka dalszego rozprzestrzeniania się wirusa SARS-CoV-2.