Pneumonitor – jednoczesny pomiar oddechu, pracy serca i aktywności
Na Wydziale Mechatroniki PW powstał Pneumonitor, który pozwala monitorować częstość i głębokość oddechu oraz powiązać je ze zmiennością rytmu serca czy aktywnością osoby badanej. Urządzenie już działa, teraz potrzebne są środki na komercjalizację.
Opracowanie urządzenia koordynował dr inż. Marcel Młyńczak, który zajmuje się badaniem i analizą sygnałów fizjologicznych, w szczególności oddechu. Nad Pneumonitorem pracuje już od czasu studiów.
– Jako członek koła naukowego uczestniczyłem w spotkaniu z lekarzami różnych specjalizacji w jednym z warszawskich szpitali. Rozmawialiśmy o ich potrzebach. Przygotowałem sobie wtedy notatki, do których wróciłem na etapie wyboru pracy inżynierskiej.Wraz z moim promotorem dyskutowaliśmy, jak można część tych pomysłów zrealizować. Pneumonitor jest w pewnym sensie owocem tej rozmowy. Później rozwijałem urządzenie i metody analityczne w pracy magisterskiej i w ramach doktoratu – wspomina dr inż. Marcel Młyńczak.
Jak podkreśla uczelnia w komunikacie, zaletą urządzenia jest przede wszystkim jego nieinwazyjność. Elektrody przyklejane są tak, że nie wpływają na swobodę poruszania się. Ale istotny jest również sam sposób pomiaru.
– Nie wykonujemy pomiaru punktowego, czyli oceny jednego wydechu (jak w spirometrii), możemy rejestrować sygnały fizjologiczne 24 godziny na dobę, także poza środowiskiem szpitalnym – podkreśla dr inż. Marcel Młyńczak.
Pneumonitor pozwala na dokonanie pomiaru aktywności oddechowej bez konieczności stosowania specjalnej maski.
– Dzięki temu pomiar jest wygodniejszy i nie zaburza przestrzeni oddechowej wokół ust i nosa. Dodatkowo mamy możliwość powiązania czynności oddechowej z parametrami opisującymi zmienność rytmu serca czy pozycją ciała i poziomem wysiłku badanej osoby. Poza tym kiedy lekarz wykonuje spirometrię, nie przeprowadza badania EKG i odwrotnie. Urządzenie umożliwia wykonanie obu badań jednocześnie. To jest innowacja procesowa – mówi naukowiec.
Elektrody przykleja się pod pachami i na rękach, by w pełni objąć płuca. Można je także umieścić w ramach plastra przyklejonego na klatkę piersiową (tzw. patch). Pneumonitor wykorzystuje metodę pneumografii impedancyjnej.
– Mierzymy zmiany impedancji elektrycznej klatki piersiowej, czyli obserwujemy zmiany w zakresie tego, jaki zmienny opór elektryczny mają tkanki w obrębie klatki piersiowej. W uproszczeniu, jeśli powietrza w płucach jest więcej, czyli jesteśmy po fazie wdechu, to wtedy impedancja jest większa, natomiast jeśli powietrza jest mniej, to impedancja jest odpowiednio mniejsza. Widzimy falowanie krzywej zmian impedancji pod wpływem oddechu – mówi dr inż. Marcel Młyńczak.
– Obecnie przede wszystkim zależy nam na dokonywaniu długotrwałych pomiarów zarówno aktywności oddechowej, jak i aktywności serca. Dzięki temu będziemy mogli przygotować profil krążeniowo-oddechowy, który składałby się z grupy biomarkerów zależnych od grupy docelowej. Myślimy przede wszystkim o osobach starszych, osobach z problemami kardiologicznymi czy alergiami oddechowymi, ale i sportowcach, przygotowujących się do startu w zawodach – wyjaśnia dr inż. Marcel Młyńczak.
Obecna wersja urządzenia spełnia wszystkie docelowe funkcje, natomiast była wykonana „ręcznie”, np. z wykorzystaniem dostępnej na rynku obudowy. Dr inż. Marcel Młyńczak myśli o przygotowaniu wersji przedprodukcyjnej, którą w przypadku większego zamówienia można by było w sposób zautomatyzowany powielić. Do tego potrzebne są jednak fundusze.
Naukowiec zapowiada, że planuje złożenie wniosku w konkursie SONATA organizowanym przez Narodowe Centrum Nauki. Marcel Młyńczak chciałby, by kolejna wersja urządzenia była bardziej zminiaturyzowana i jeszcze wygodniejsza w użyciu. Planowane jest także stworzenie aplikacji, która umożliwi lekarzom, trenerom, sportowcom i pacjentom łatwą i szybką obsługę bazy danych zbieranych przy użyciu Pneumonitora.
– To jest moment, kiedy merytorycznie wszystko jest zrobione, funkcjonalnie urządzenie działa, ale potrzebne są środki finansowe, by zrobić kolejny krok – przyznaje dr inż. Marcel Młyńczak.
Źródło: Politechnika Warszawska
