Polscy naukowcy stworzyli urządzenie do rehabilitacji pulmonologicznej

System do rehabilitacji pulmonologicznej Boreas, stworzony przez zespół polskich naukowców, ma pomóc osobom zmagającym się z problemami płucnymi. Pomysł zwyciężył na krajowym etapie międzynarodowego konkursu technologicznego organizowanego przez Fundację Jamesa Dysona.

Jak podaje na swojej stronie internetowej Politechnika Warszawska, ponad 70 milionów ludzi na całym świecie zmaga się z różnego rodzajami schorzeniami układu oddechowego. W wyniku przebiegu różnego rodzaju infekcji, stanów pooperacyjnych, nowotworów czy przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP) pacjenci mają często problemy ze złapaniem oddechu, co może doprowadzić do niedotlenienia tkanek, a nawet do zgonu.

Jak to działa?
Boreas wyposażony jest w mikrokomputer, który kontroluje trudność wykonywanych ćwiczeń, zbiera dane oraz wizualizuje choremu, jak należy prawidłowo wykonywać ćwiczenia oddechowe. Posiada także wymienne części: sterylny filtr i rurkę wlotową, dzięki czemu urządzenie może być stosowane przez wielu chorych.

Podczas ćwiczeń z wykorzystaniem systemu Boreas zadaniem pacjenta jest wytworzenie takiego ciśnienia, aby otworzyć specjalny wewnętrzny kanał oddechowy, a następnie podążać za naturalnym rytmem oddychania przy zmieniających się ograniczeniach przepływu. Po skończonej sesji dane przesyłane są automatycznie do lekarza prowadzącego, który może porównać dane z poprzednimi wynikami danego pacjenta. Następna sesja ćwiczeń generowana jest przez urządzenie automatycznie.

– Takie rozwiązanie nie tylko znacznie ułatwia lekarzowi ocenę stanu pacjenta i jego postępów, ale również jest niezwykle pomocne dla chorego. Dzięki Boreasowi ćwiczenia można wykonywać także w domu, pod okiem wirtualnego trenera – podaje Politechnika Warszawska.

Aby uczynić projekt jeszcze bardziej atrakcyjnym dla pacjenta, a tym samym zwiększyć jego motywację i systematyczność ćwiczeń, twórcy systemu postanowili wykorzystać motyw gry połączonej z aplikacją. Możliwość wykonywania ćwiczeń indywidualnych bez udziału fizjoterapeuty pulmonologicznego pozwoli na skuteczną rehabilitację pacjenta nawet w obliczu trudności w dostępie do tego rodzaju specjalistów.

Narodziny pomysłu
Zespół pd meds, czyli nieformalny start-up, który stoi za Boreasem, tworzą Piotr Falkowski (lider, doktorant z Politechniki Warszawskiej, ekspert w obszarze automatyzacji w rehabilitacji), Maciej Pikuliński (doktorant z Politechniki Warszawskiej i ekspert w obszarze algorytmów sterowania, w projekcie odpowiada za software), Bazyli Leczkowski (student Politechniki Warszawskiej i ekspert w obszarze szybkiego prototypowania, odpowiada za hardware) i Anna Pastor (absolwentka Politechniki Wrocławskiej i ekspertka w obszarze projektowania zorientowanego na użytkownika, odpowiada za kontakty z potencjalnymi użytkownikami).

Pomysł na Boreasa jest bezpośrednio związany z pandemią koronawirusa. Bliska osoba jednego z członków zespołu borykała się z konsekwencjami COVID-19. W tym czasie team, przebywający akurat na targach medycznych, wpadł na pomysł stworzenia nowoczesnego i skutecznego urządzenia, które pomoże osobom zmagającym się z problemami płucnymi.

– Ponad 70 milionów ludzi na całym świecie zmaga się z różnego rodzajami schorzeniami układu oddechowego. Codziennie walczą o normalne funkcjonowanie, spokojny oddech. Potrzebne są rozwiązania, które poprawią jakość życia tych osób. Niestety dostęp do fizjoterapeutów pulmonologicznych jest z wielu względów ograniczony, a to właśnie systematyczne ćwiczenia mogłyby przynieść ulgę tej grupie pacjentów – podkreśla Piotr Falkowski.

Czas na kolejny etap
Przez 1,5 roku młodzi wynalazcy opracowali 10 prototypów Boreasa, coraz bardziej modułowych, aby weryfikować działanie poszczególnych mechanizmów do treningu oddechowego, które w połączeniu stanowią trzon urządzenia. To wymagało nakładów finansowych. Te potrzeby jeszcze wzrosną – przy certyfikacji medycznej koszty trzeba liczyć w milionach. A sam proces trwa ponad rok.

W rozwoju projektu na pewno pomoże nagroda w konkursie – 26,5 tys. złotych.

– Wraz z całym zespołem cieszymy się bardzo, że projekt został nagrodzony w konkursie o Nagrodę Jamesa Dysona. Wierzymy głęboko, że zebrane w ten sposób środki przyczynią się do rozwoju pomysłu, a tym samym do jego wdrożenia i popularyzacji zarówno wśród pacjentów indywidualnych, jak i w ośrodkach zdrowia – mówi Piotr Falkowski.

Zespół pd meds będzie reprezentował Polskę na międzynarodowym etapie konkursu. Krótka lista 20 wynalazków zostanie ogłoszona 18 października, natomiast zwycięzców poznamy 15 listopada.

Nagroda Jamesa Dysona zachęca młodych inżynierów do tego, by wykorzystywali swoją wiedzę w praktyce i wynajdowali nowe sposoby na poprawianie jakości naszego życia dzięki technologii. W Polsce konkurs odbywa się po raz trzeci. W pierwszej edycji wygrał projekt współtworzony przez studenta Politechniki Warszawskiej, a w drugiej pomysł doktorantów z PW nie tylko wygrał etap krajowy, lecz także zdobył główną nagrodę w międzynarodowym finale.