Polski przełom w technologii medycznej

W marcu 2013 ogłoszono laureatów konkursu „Polski Wynalazek 2013” organizowanego przez Telewizję Polską S.A. W wyniku przeprowadzonego głosowania sms-owego, widzowie TVP 1 za najciekawszą innowację uznali wynalazek autorstwa 6-cio osobowej grupy badawczej pod przewodnictwem prof. Andrzeja Czyżewskiego – „Cyber-Oko”. Zwycięzcy otrzymali 50.000 zł oraz pamiątkową statuetkę.

Do I etapu konkursu zgłoszono ponad 60 wynalazków z których Kapituła wybrała 8 najciekawszych. Wśród finałowej ósemki zaprezentowanej podczas Gali TVP 1 znalazły się: pojazd zeroemisyjny „KrioNgine”, Technologia rozpoznawania mowy, Fotobioreaktor, „CyberRyba”, Detektor podczerwieni, „Safe Step”, „ArtCell” oraz zwycięskie „Cyber-Oko”.

Czym jest „Cyber-Oko”?

„Cyber-oko” stanowi zintegrowany system komputerowy, złożony z modułu śledzenia wzroku, modułu badania aktywności elektrycznej mózgu oraz modułu emitującego bodźce zapachowe.

Zespół badawczy składający się z naukowców Politechniki Gdańskiej oraz terapeutki zakładu opiekuńczo-leczniczego fundacji „Światło” w Toruniu zakończył już etap prac nad modułem śledzenia wzroku pacjenta i modułem emisji zapachu. Obecnie prowadzone prace dotyczą modułu eeg, a także integracji poszczególnych modułów i zapewnienia stabilności systemu. Główne elementy sprzętowe modułu śledzenia wzroku, to: monitor komputerowy z umieszczonymi w czterech rogach ekranu oświetlaczami podczerwieni, zmodyfikowana kamera internetowa czuła na podczerwień oraz standardowy komputer PC. Kamera umieszczona pod monitorem skierowana jest na twarz osoby usadowionej przed ekranem. „Cyber-oko” wyznacza punkt na ekranie monitora, na który patrzy użytkownik na podstawie informacji zawartej w obrazie oczu użytkownika. W ten sposób możliwe jest wyznaczenie aktywności wzrokowej użytkownika systemu na wyświetlanym obrazie. Dzięki śledzeniu wzroku system umożliwia  nawiązanie kontaktu z otoczeniem osobą unieruchomionym i niezdolnym do wypowiadania komunikatów słownych.

Oprogramowanie składa się z czterech programów komputerowych:

– Trening multimedialny – program do przygotowywania slajdów zawierających treści multimedialne: grafikę i pliki dźwiękowe. Program stanowi narzędzie wstępnego nawiązania kontaktu pacjenta z otoczeniem.

– Test do badania świadomości –  zestaw 12 zadań zawierający jedno ćwiczenie badające pole widzenia i ogólną sprawność wzroku i 11 zadań badających funkcje poznawcze pacjenta, takie jak rozumienie, zapamiętywanie, przypominanie i logiczne myślenie.

– Piktogramy – program umożliwiający wybieranie wzrokiem zwrotów, sformułowań lub zdań, jakie potencjalnie może chcieć wypowiedzieć pacjent. Program umożliwia pacjentom w stanie minimalnej świadomości szybką interakcję z otoczeniem, przede wszystkim – szybkie zakomunikowanie swoich potrzeb fizjologicznych.

– Wirtualna klawiatura – program umożliwiający pisanie tekstu za pomocą wzroku. Wybór liter, podobnie jak w przypadku pozostałych trzech programów, odbywa się poprzez skupienie wzroku na danym obiekcie.

Wirtualna klawiatura  ma również możliwość odczytywania wprowadzonych w polu edycji tekstów dzięki zastosowanemu syntezatorowi mowy. W terapii pacjentów zdiagnozowanych jako osoby w stanie wegetatywnym, oprócz standardowych czynności rehabilitacyjnych, istotną rolę stanowi pobudzanie za pomocą odpowiednich bodźców zmysłów pacjenta. Komputerowy interfejs aromatowy odgrywa ważną rolę w procesie stymulacji polisensorycznej. Emisja zapachu odbywa się w drodze tzw. zimnej dyfuzji. Dzięki specjalnemu oprogramowaniu możliwe jest precyzyjne dawkowanie zapachów w ściśle określonych momentach. Interfejs komunikuje się z komputerem za pomocą bluetooth’a, nie ma zatem konieczności, by urządzenie znajdowało się w bliskim sąsiedztwie komputera. Rozwijany obecnie moduł analizy aktywności elektrycznej mózgu opiera się na przetwarzaniu, analizie i interpretacji fal EEG rejestrowanych przez elektrody rozmieszczone na głowie pacjenta.

Praktyczne zastosowanie wynalazku

Zastosowanie „Cyber-Oka” jest możliwe w zakładach opiekuńczo-leczniczych, w domach opieki, a także w domach prywatnych, gdzie przebywają osoby po urazie lub udarze mózgu. Urządzenie można wykorzystać na etapie diagnozy, w celu oszacowania stanu świadomości pacjenta, jak również na etapie terapii i rehabilitacji pacjenta, w celu pobudzania funkcji poznawczych oraz stymulowania zmysłów, w szczególności wzroku, słuchu i powonienia. Dodatkową funkcją wynalazku jest możliwość komunikowania się z otoczeniem poprzez wybór gotowych poleceń wyświetlanych na ekranie bądź obsługę wirtualnej klawiatury.

Ze względu na stosunkowo niski koszt systemu, „Cyber-Oko” może w dość szybki sposób zyskać popularność.