Αντικείμενο και στόχοι του έργου
Η συνεχής παρακολούθηση του ασθενούς κατά τη νοσηλεία του είναι απαραίτητη για την αναγνώριση προτύπων ενδεικτικών κινδύνων ή παθογενειών, των οποίων η έγκαιρη διάγνωση και αντιμετώπιση είναι ικανή να οδηγήσει σε μείωση της νοσηρότητας και θνησιμότητας και κατ’ επέκταση, στην ελάττωση της διάρκειας και κόστους νοσηλείας. Σύμφωνα με την πιο πρόσφατη βιβλιογραφία, έρευνες δείχνουν ότι το 17% όλων των νοσηλευόμενων ασθενών θα παρουσιάσουν ένα ανεπιθύμητο συμβάν κατά τη διάρκεια της διαμονής τους στο νοσοκομείο, ενώ στα περισσότερα κρίσιμα συμβάντα προηγούνται προειδοποιητικές ενδείξεις 6 έως 8 ώρες πριν από την εκδήλωση. Η έγκαιρη και αξιόπιστη ανίχνευση των ενδείξεων αυτών μπορεί να βοηθήσει στην εξατομικευμένη παροχή ιατρικής φροντίδας αποτρέποντας τις κλασικές “εκ των υστέρων” πρακτικές “διάσωσης” του περιστατικού. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο αναπνευστικός ρυθμός του ασθενούς, ίσως ο σημαντικότερος δείκτης ζωτικής σημασίας με τη βιβλιογραφία να εντοπίζει ότι το 70% των ασθενών με κυκλοφοριακή ανακοπή αντιμετωπίζει αναπνευστικά προβλήματα έως και 8 ώρες πριν την εκδήλωση του επεισοδίου. Από την άλλη, το φαινόμενο των ελκών από κατάκλιση ως αποτέλεσμα ισχυρών εστιών πίεσης στον κλινήρη ασθενή αποτελεί μία σοβαρή παρενέργεια της νοσηλείας που μπορεί να αποφευχθεί με την έγκαιρη και ακριβή χαρτογράφηση των σημείων πίεσης τα οποία παρεμποδίζουν την αιμάτωση των ιστών με αποτέλεσμα να νεκρώνονται.
Στα πλαίσια αυτά, προτείνεται η ανάπτυξη ενός καινοτόμου συστήματος για την παρακολούθηση και την αξιολόγηση της κατάστασης του ασθενούς κατά τη διάρκεια της κλινήρους νοσηλείας. Το προτεινόμενο σύστημα θα ενημερώνει σε πραγματικό χρόνο το ιατρο-νοσηλευτικό προσωπικό για παρέμβαση στις κλίνες των ασθενών που είναι πιθανό να αντιμετωπίζουν κάποιο από το προαναφερθέντα προβλήματα. Τα νοσοκομειακά κρεβάτια μετατρέπονται πια σε ευφυείς σταθμούς φροντίδας των ασθενών. Το εισαχθέν σύστημα αποτελείται από ένα προσαρμοσμένο κάλυμμα στρώματος στο οποίο ενσωματώνονται δεκάδες μικρο-αισθητήρες. Στόχος του είναι να μετρά τις επιφανειακές πιέσεις όπως αυτές προκύπτουν από τη θέση του σώματος του ασθενούς και να συμπεραίνει φυσιολογικούς παραμέτρους, όπως καρδιακός και ο αναπνευστικός ρυθμός και η θέση του ασθενούς. Μια οθόνη αφής προσαρμοζόμενη στην κλίνη θα απεικονίζει τις πληροφορίες αυτές σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα με χρήση κατάλληλων ιατρικών κανόνων και ευφυών αλγορίθμων επεξεργάζεται την πληροφορία κατάλληλα, ανιχνεύοντας σε πρώιμο στάδιο παθολογικές καταστάσεις και περιοχές του σώματος που βρίσκονται σε παρατεταμένη πίεση και ενδέχεται να οδηγήσουν σε έλκη από κατάκλιση. Κατάλληλο λογισμικό μέσω ενός φιλικού περιβάλλοντος για τον χρήστη θα παρέχει οπτικοποιημένη την πληροφορία σε οθόνη πλησίον της κλίνης, ενώ δεδομένα και ειδοποιήσεις έγκαιρης προειδοποίησης θα αποστέλλονται και ασύρματα σε σταθμούς βάσης και φορητές συσκευές, επιτρέποντάς στους κλινικούς ιατρούς να προσδιορίζουν πιο γρήγορα εάν οι ασθενείς βρίσκονται σε κατάσταση κινδύνου.
Πιο συγκεκριμένα, το έργο INSPECt θέτει τους ακόλουθους στόχους:
-
Η αναβάθμιση των νοσοκομειακών κλινών από συστήματα απλής νοσηλείας σε ευφυείς σταθμούς παρακολούθησης των ασθενών.
-
Η τεκμηρίωση της λύσης για τη συνεχή ενημέρωση του νοσηλευτικού προσωπικού για την εξέλιξη της ποιότητας νοσηλείας του κάθε νοσηλευόμενου, απαλλαγμένης από γεωγραφικούς και χρονικούς περιορισμούς.
- Η παρακολούθηση, χωρίς επαφή με το σώμα του ασθενή, των ζωτικών σημείων του παρέχοντας συνεχείς μετρήσεις του καρδιακού ρυθμού (HR) καθώς και της κίνησης του ασθενούς.
- Η πρόβλεψη της επιδείνωσης του ασθενούς πολλές ώρες πριν συμβεί, θα προσφέρει έγκαιρη παρέμβαση και αύξηση της ποιότητας νοσηλείας.
- Η ανάπτυξη ειδικών ευφυών αλγορίθμων που αναλύοντας χωρο-χρονοσειρές εισόδου θα είναι δυνατόν να συμπεραίνουν πιθανές μελλοντικές επιπλοκές νοσηλείας του κλινήρους ασθενούς.
- Η ανίχνευση των περιοχών του σώματος που λόγω παρατεταμένης τοπικής πίεσης παρουσιάζουν μεγαλύτερες πιθανότητες να εμφανίσουν κατακλίσεις.
Ενότητες Εργασίας
- ΕΕ1 – Απαιτήσεις Χρηστών, Προδιαγραφές και Αρχιτεκτονική
- ΕΕ2 – Μελέτη και Υλοποίηση Στρώματος Αισθητήρων
- ΕΕ3 – Υλοποίηση Διεπαφής Παρακολούθησης Δεδομένων Εισόδου
- ΕΕ4 – Πλατφόρμα Υποστήριξης
- ΕΕ5 – Ενοποίηση Υποσυστημάτων
- ΕΕ6 – Πιλοτική εφαρμογή, τεχνική αξιολόγηση και διάχυση.
Η πρώτη φάση του έργου περιλαμβάνει αρχικά τον καθορισμό του πρωτοκόλλου συλλογής και ανάλυσης των δεδομένων, την ανάλυση και προδιαγραφή των λειτουργικών και μη λειτουργικών απαιτήσεων ενώ θα πραγματοποιηθεί η αρχιτεκτονική και τεχνική σχεδίαση του συστήματος, όπου θα αναλυθούν τα υποσυστήματα/συστατικά του έργου και οι εξαρτήσεις μεταξύ αυτών.
Κατά την ΕΕ2 θα δημιουργηθεί το κάλυμμα στρώματος ενσωματωμένο με το πυκνό δίκτυο αισθητήρων εισόδου (ΔΕ). Θα ολοκληρωθεί η κατασκευή ή επιλογή του κατάλληλου δικτύου αισθητήρων. Οι εργασίες στην περίπτωση αυτή αφορούν την έρευνα και τον εντοπισμό έτοιμων λύσεων γενικού σκοπού ή τη δημιουργία ενός πρωτότυπου δικτύου. Στη δεύτερη περίπτωση απαιτείται η διαχείριση θεμάτων συνδεσμολογίας, συγκέντρωσης και εκπομπής δεδομένων καθώς και τροφοδοσίας του συστήματος. Επίσης, θα επικυρωθούν
οι προτεινόμενες προδιαγραφές και η κατασκευή πρότυπου καλύμματος για την ενσωμάτωση του ΔΕ. Οι ενέργειες αυτές αφορούν την ανάπτυξη μιας λύσης ικανής να φιλοξενήσει το ΔΕ αλλά και να προσαρμόζεται στην κλίνη του ασθενούς. Το αποτέλεσμα της συγκεκριμένης ενότητας εργασίας θα είναι ένα ενσωματωμένο σύστημα που θα μετρά συνεχώς την πίεση ή και τη θερμοκρασία στον κατανεμημένο χώρο επί του στρώματος της νοσηλευτικής κλίνης.
οι προτεινόμενες προδιαγραφές και η κατασκευή πρότυπου καλύμματος για την ενσωμάτωση του ΔΕ. Οι ενέργειες αυτές αφορούν την ανάπτυξη μιας λύσης ικανής να φιλοξενήσει το ΔΕ αλλά και να προσαρμόζεται στην κλίνη του ασθενούς. Το αποτέλεσμα της συγκεκριμένης ενότητας εργασίας θα είναι ένα ενσωματωμένο σύστημα που θα μετρά συνεχώς την πίεση ή και τη θερμοκρασία στον κατανεμημένο χώρο επί του στρώματος της νοσηλευτικής κλίνης.
Κατά την ΕΕ3 θα αναπτυχθεί ή θα ενσωματωθεί έτοιμη λύση διεπαφής χρήστη, βασισμένη σε οθόνη αφής 10 περίπου ιντσών. Η οθόνη θα συνδέεται απευθείας με το ενσωματωμένο δίκτυο αισθητήρων και προσφέρει τη δυνατότητα οπτικοποίησης των δεδομένων εισόδων με πρωτότυπο τρόπο. Η διεπαφή χρήστη θα φέρει τα αντίστοιχα hooks για να προστεθεί αργότερα η όποια διασύνδεση με τις κεντρικοποιημένες υπηρεσίες υποστήριξης του όλου συστήματος.
Κατά το ΕΕ4 θα αναπτυχθεί μια κεντρικοποιημένη πλατφόρμα συγκέντρωσης όλων των δεδομένων όπως αυτά καταγράφονται από τα επιμέρους ΔΕ προκειμένου να αναλυθούν από ευφυείς αλγορίθμους καθώς και να οπτικοποιηθούν με πιο σύνθετες απεικονιστικές μεθοδολογίες, εστιασμένες στο πεδίο της ιατρικής και νοσηλευτικής επιστήμης. Η συγκεκριμένη υποδομή θα ενσωματώνει την απαραίτητη ιατρική γνώση προκειμένου να μπορεί να προσφέρει ένα στέρεο έδαφος στους ευφυείς αλγορίθμους ώστε οι τελευταίοι να μπορούν να συμπεραίνουν τους αναμενόμενους ποιοτικούς ή ποσοτικούς βιοδείκτες.
Η ΕΕ5 περιλαμβάνει την ενοποίηση όλων των υποσυστημάτων του συστήματος. Η ολοκλήρωση θα πραγματοποιηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν εισάγονται νέα σφάλματα και προβλήματα στο σύστημα.
Μετά τη διαδικασία της τελικά ενοποιημένης και ελεγμένης λύσης, το Σύστημα θα εισαχθεί στην κλινική πρακτική ώστε να αξιολογηθεί από ομάδων χρηστών. Θα γίνει επικύρωση όλων των διαδικασιών της εφαρμογής από τους τελικούς χρήστες, σχετιζόμενες με την αξιοπιστία και αποτελεσματικότητά του προτεινόμενου συστήματος.
ΕΕ1 – Απαιτήσεις Χρηστών, Προδιαγραφές και Αρχιτεκτονική
- Π1.1 Απαιτήσεις Χρηστών, Λειτουργικές Προδιαγραφές του Συστήματος.
- Π1.2 Αρχιτεκτονική του Συστήματος.
Καθορισμός του πρωτοκόλλου συλλογής και ανάλυσης των δεδομένων, την ανάλυση και προδιαγραφή των λειτουργικών και μη λειτουργικών απαιτήσεων, όπου και αναμένεται μία τυπική περιγραφή των απαιτήσεων που συλλέχθηκαν για το προτεινόμενο σύστημα.
Αρχιτεκτονική και τεχνική σχεδίαση του συστήματος, ανάλυση των υποσυστημάτων/συστατικώ ν του έργου και οι εξαρτήσεις μεταξύ αυτών.
ΕΕ2 – Μελέτη και Υλοποίηση Στρώματος Αισθητήρων
- Π2.1: Πρωτότυπο ενσωματωμένο σύστημα ή αναλυτική προδιαγραφή αυτού.
- Π2.2: Εγχειρίδιο χρήσης ενσωματωμένου συστήματος καταγραφής.
Περιγραφή του καλλύματος στρώματος ενσωματωμένο με το πυκνό δίκτυο αισθητήρων εισόδου (ΔΕ). Προδιαγραφή και κατασκευή του ενσωματωμένου σύστηματος που θα μετρά συνεχώς την πίεση ή και τη θερμοκρασία στον κατανεμημένο χώρο επί του στρώματος της νοσηλευτικής κλίνης.
Αναλυτική περιγραφή του εγχειριδίου χρήσης του ενσωματωμένου συστήματος καταγραφής.
ΕΕ3 – Υλοποίηση Διεπαφής Παρακολούθησης Δεδομένων Εισόδου
Έρευνα και παρουσίαση τεχνολογιών οθονών καταγραφής δεδομένων με ενσωμάτωση, ει δυνατόν, λογισμικού ανοιχτού τύπου.
Θα αναλυθεί πλήρως η αρχιτεκτονική της οθόνης αφής με αναφορά σε όλα τις λειτουργικές και διαχειριστικές δυνατότητες του λογισμικού παρακολούθησης.
ΕΕ4 – Πλατφόρμα Υποστήριξης
- Π4.1: Κεντρική Βάση Δεδομένων Συστήματος.
- Π4.2: Εγκατάσταση συστημάτων και εφαρμογών σε περιβάλλον νέφους.
- Π4.3: Υπηρεσίες διασύνδεσης και υποστήριξης της υποδομής.
- Π4.4: Ευφυείς αλγόριθμοι εξόρυξης δεδομένων και κανόνων συσχέτισης, στατιστικής ανάλυσης και αναπαράστασης δεδομένων.
Η ανάπτυξη μιας ενιαίας βάσης δεδομένων για την κεντρική αποθήκευση και διαχείριση όλων των πρωτογενών και δευτερογενών δεδομένων του έργου. Η βάση αυτή θα πρέπει να υποστηρίζει ανάλυση χωρικών και χρονικών δεδομένων και να κλιμακώνει στις δύο αυτές κατευθύνσεις.
Λόγω της ευαισθησίας των συγκεκριμένων δεδομένων και των κανονιστικών πλαισίων για την ιδιαίτερη διαχείρισή τους προτείνεται η ανάπτυξη ενός εσωτερικού ως προς τη μονάδα νοσηλείας περιβάλλοντος νέφους. Το περιβάλλον αυτό θα αποτελέσει το έδαφος ανάπτυξης όλων των υπηρεσιών που πρόκειται να στηρίξουν το όλο εγχείρημα. Συγκεκριμένα, η υποδομή υποστήριξης θα βασίζεται στην αρχιτεκτονική των αυτόνομων υπηρεσιών. Η κάθε υπηρεσία θα πιστοποιείται από μια αρχή πιστοποίησης και η επικοινωνία μεταξύ τους θα είναι πάντοτε κρυπτογραφημένη για λόγους ασφαλείας.
Προκειται για τις υπηρεσίες που θα είναι υπεύθυνες για την διαχείριση και ανάλυση των συγκεντρωθέντων δεδομένων αλλά και για την υποστήριξη των όποιων διεπαφών χρήστη.
Θα περιέχει αναλυτική περιγραφή όλων των τεχνικών που χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία της πλατφόρμας ευφυούς αναπαράστασης, ανάλυσης και εξαγωγής γνώσης. Επιπρόσθετα, αν τα αποτελέσματα το δικαιολογούν (αν, δηλαδή, χαρακτηρίζονται από επαρκή βαθμό καινοτομίας), θα επιδιωχθεί η παρουσίασή τους και στην παγκόσμια ερευνητική κοινότητα προκειμένου να αξιολογηθούν και να βελτιωθούν περαιτέρω.
ΕΕ5 – Ενοποίηση Υποσυστημάτων
Το συγκεκριμένο παραδοτέο θα περιγράφει αναλυτικά την διαδικασία ενοποίησης του προτεινόμενου συστήματος.
Το συγκεκριμένο παραδοτέο θα περιέχει το εγχειρίδιο χρήσης του τελικού συστήματος και το λογισμικό της τελικής πλατφόρμας μετά τις απαραίτητες διορθώσεις που προέκυψαν από τον έλεγχο του συστήματος.
ΕΕ6 – Πιλοτική εφαρμογή, τεχνική αξιολόγηση και διάχυση.
- Π6.1: Έκθεση ποιοτικής αξιολόγησης συστήματος.
- Π6.2: Ενδιάμεση έκθεση προόδου και περιγραφή δραστηριοτήτων διάχυσης.
- Π6.3: Τελική έκθεση προόδου και περιγραφή δραστηριοτήτων διάχυσης.
Το συγκεκριμένο παραδοτέο θα περιέχει την έκθεση της ποιοτικής και ποσοτικής αξιολόγησης της συνολικής λειτουργικότητας του Συστήματος και των κλινικών δοκιμών
Το συγκεκριμένο παραδοτέο στοχεύει στο να διασφαλίσει την αποτελεσματική και αποδοτική πρόοδο των εργασιών και την ποιότητα των αποτελεσμάτων.
Το συγκεκριμένο παραδοτέο θα επικεντρωθεί στην καταγραφή των δραστηριοτήτων διάχυσης κατά την διάρκεια του έργου.