Je očekávané miminko v pořádku?

Unikátní přístroj, který si už razí cestu na světový trh, změří srdeční činnost maminky i miminka. Protože jsou signály spojené, kybernetici z Fakulty elektrotechniky a informatiky VŠB‑TUO vyvinuli software, který dokáže oba signály od sebe oddělit.

Těhotné ženy se tak už brzy budou moct v klidu domova snadno přesvědčit, že s jejich miminkem je vše v pořádku. Poslouží jim k tomu jednoduchý pás a mobilní telefon.

„Princip je takový, že zcela neinvazivně snímáme elektrickou aktivitu srdíčka nenarozeného miminka, to pomocí našeho hardwaru a softwaru zpracujeme a výsledek přenášíme do mobilního zařízení,“ popisuje jeden z vynálezců nového přístroje profesor Radek Martinek, který na FEI VŠB‑TUO působí na Katedře kybernetiky a biomedicínského inženýrství.

V ruce drží látkový pás se srdíčky, pod kterým lze tušit skrytou elektroniku. Jde o prototyp domácího monitoru EKG zatím nenarozeného miminka. „Pás je schválně ušitý v takovéto podobě, protože cílovou skupinou jsou těhotné maminky,“ usmívá se vědec.

Spodní stranu pásu pokrývají drobné kovové plíšky. To jsou elektrody, které EKG měří. Miminko může být v bříšku v podstatě kdekoliv, a proto těch elektrod je povícero. Srdeční činnost zachytí ty plíšky, které jsou plodu nejblíže. Pás si maminka na břicho připevní jednoduše pomocí suchého zipu – a může se věnovat běžným činnostem, například vaření, žehlení, úklidu nebo i odpočinku. Pás maminku v pohybu nijak neomezuje a zároveň žádný pohyb nesnižuje kvalitu signálu.

V současné době se zdravotní stav očekávaného miminka sleduje u lékaře pomocí kardiotokografu (KTG), v těhotenské „hantýrce“ jde o „pásy“ nebo „ozvy“. „Kardiotokografie pracuje na principu tzv. dopplerovského ultrazvuku. Máme dva senzory, které vysílají signál a přijímají signál odražený, který postihne pohyb srdíčka plodu. Naproti tomu naše zařízení snímá elektrickou aktivitu, tím pádem je zcela neinvazivní,“ přibližuje Martinek. Dá se tedy říct, že vynález ostravských vědců je pro miminko šetrnější, byť jak Martinek zdůrazňuje, i dosavadní ultrazvuk není nikterak zdravotně závadný.

Z pásu rovnou na Facebook

Výsledek měření uvidí maminka ve speciální mobilní aplikaci. Ta bude zároveň jakýmsi „průvodcem těhotenstvím“, takže se maminka dozví, jaké změny se v aktuální fázi dějí v jejím těle a jak se má vyvíjet plod. „V pokročilém stadiu těhotenství mívají maminky bolesti, mohou být neklidné, a pokud si nasadí náš pás a zjistí, že miminko je v pořádku, může je to uklidnit,“ zmiňuje Martinek i psychologický rozměr domácího monitoru EKG plodu.

A pokud bude maminka spokojená, může se s výsledkem měření pochlubit na sociálních sítích, případně ho poslat například partnerovi nebo kamarádkám v soukromé zprávě. I to mobilní aplikace umožní.

Ačkoliv má pás primárně měřit srdeční činnost miminka, mnohem silnějším signálem, který přístroj zachytí, je EKG maminky. Tyto signály se překrývají a je velmi těžké je od sebe oddělit. A právě v tom spočívá přínos ostravských vědců. Objevili algoritmy, které oba signály bezpečně rozliší. Mimo jiné se nechali inspirovat lovícími vlky.

„Používáme hybridní algoritmy, které kombinují hned několik metod. Je tam třeba metoda nezávislých komponent nebo adaptivní filtrace. Každá z těch metod se musí optimálně nastavit. A právě k té optimalizaci používáme metodu lovení vlků. Vlci jsou totiž efektivní. Oni se snaží k lovu vynaložit co nejméně energie, snaží se ke kořisti najít optimální cestu,“ vysvětluje Martinek s tím, že i oni hledají optimální cestu k rozlišení zprvu smíšených signálů.

S vývojem domácího monitoru EKG nenarozeného miminka Radek Martinek začal asi před deseti lety v rámci své dizertační práce a asi před třemi lety výzkum zaujal soukromého investora. Díky němu mohl vzniknout předvýrobní prototyp, který už v praxi ověřil, že vše funguje, jak má. „V současné době pod hlavičkou Technologické agentury ČR v rámci projektu a konsorcia tří firem vyvíjíme zařízení do finální podoby, kterou bude možné komercionalizovat,“ pokračuje Martinek.

Vědec věří, že jeho vynález na trhu uspěje: „Když nabídneme maminkám zařízení v cenové hladině kolem sto nebo dvou set eur, které jim dodá pocit bezpečí během těhotenství, tak si myslím, že ten potenciál tam je velký. Bývá pravidlem, že na těhotenství se moc nešetří. Skoro každý si koupí dobrou domácí chůvičku, vybaví si pokojíček – a my nabízíme zařízení, které rodiče využijí už během těhotenství.“

Nejdříve by ostravský vynález měl zamířit na pulty prodejen v USA, pak bude následovat Evropa. „Česká republika je poměrně malý trh, takže zpočátku míříme tam, kde těch maminek je víc,“ doplňuje Martinek a s úsměvem dodává, že podstatnou výhodou na trhu s těhotenským vybavením je to, že rodit se bude pořád.

Finální prototyp, podle kterého už by se mohlo začít vyrábět ve velkém, by mohl být hotový asi za půl roku. Martinek si pochvaluje, že zatím nemají žádnou vážnou konkurenci. Existují sice těhotenské monitory vyráběné v Asii, které jsou dokonce mnohem levnější, než bude ten ostravský monitor, ale k jejich spolehlivosti mají vědci vážné výhrady. Jsou prý spíš placebem než skutečným zařízením, které může reálně něco změřit.

Vynález ostravských vědců je zatím určený jen pro orientační, laické domácí použití. Jimi vynalezená metoda ale míří i do nemocnic. „Naše technologie pravidelně konzultujeme s lékaři a teď aktuálně nám byla schválena etická komise ve Fakultní nemocnici v Ostravě, kde budeme testovat možnosti využití naší technologie v klinické praxi. Konkrétně spolupracujeme s dětskou kardiologií, kde naše zařízení má velký potenciál,“ optimisticky vyhlíží budoucnost Martinek.

Převzato z časopisu Komora. Autor článku: Daniel Mrázek