IME - AZ EGÉSZSÉGÜGYI VEZETŐK SZAKLAPJA

Tudományos folyóirat

   +36-30/459-9353       ime@nullimeonline.hu

   +36-30/459-9353

   ime@nullimeonline.hu

Többparaméteres intelligens távmonitorozás

  • Cikk címe: Többparaméteres intelligens távmonitorozás
  • Szerzők: Szakolczai Krisztina, Prof. Dr. Kozmann György, Dr. Vassányi István, Tarjányi Zsolt, Dr. Kósa István , Végső Balázs
  • Intézmények: Veszprémi Egyetem és MTA MFA, IME Szerkesztőség, Pannon Egyetem Mûszaki Informatikai Kar, Veszprém Megyei Csolnoky Ferenc Kórház Nonprofit ZRt. Pannon Egyetem Egészségügyi Kutató- Fejlesztô Központ, Pannon Egyetem Egészségügyi Informatikai Kutató-fejlesztô KözpontSemmelweis Egyetem Vascularis Neurológiai Tanszéki Csoport
  • Évfolyam: VI. évfolyam
  • Lapszám: 2007. / 7
  • Hónap: szeptember
  • Oldal: 47-50
  • Terjedelem: 4
  • Rovat: INFOKOMMUNIKÁCIÓ
  • Alrovat: ÚJDONSÁG

Absztrakt:

Több paraméter egyidejű megfigyelésével és kiértékelésével hatékonyabbá tehető a humán távmonitorozási szolgáltatás. A cikk röviden bemutatja az „Intelligens fiziológiai állapotmonitorozó és távfelügyeleti rendszer” című GVOP program keretében kifejlesztett távmonitorozó rendszert, elsősorban az informatikai eredményekre koncentrálva. A rendszer újdonsága a helyszínen (testen) végzett intelligens, kombinált paraméter-kiértékelés és a személyre szabható értékelési szabályok. Az információs rendszer moduláris felépítésű, és lehetővé teszi az új csatornák rendszerbe illesztését is. Jelenleg a rendszer prototípus-tesztje folyik.

Angol absztrakt:

The efficiency of human monitoring services can be greatly improved by simultaneously monitoring and combining multiple physiological parameters. The paper presents concepts and first results of the remote monitoring system developed in the frames of the national R&D program „Intelligent Physiological Human Monitoring and Control System“, with an emphasis on the application of information technology. The most important, novel features of the system are its support for personalized state assessment rules and the combined, local evaluation of several parameters. The system has a modular architecture, which enables new channels to be integrated easily. The prototype of the system is currently being tested.

Cikk letöltése




Vissza az előző oldalra

Szerző Intézmény
Szerző: Szakolczai Krisztina Intézmény: Veszprémi Egyetem és MTA MFA
Szerző: Prof. Dr. Kozmann György Intézmény: IME Szerkesztőség
Szerző: Dr. Vassányi István Intézmény: IME Szerkesztőség
Szerző: Tarjányi Zsolt Intézmény: Pannon Egyetem Mûszaki Informatikai Kar
Szerző: Dr. Kósa István Intézmény: Veszprém Megyei Csolnoky Ferenc Kórház Nonprofit ZRt. Pannon Egyetem Egészségügyi Kutató- Fejlesztô Központ
Szerző: Végső Balázs Intézmény: Pannon Egyetem Egészségügyi Informatikai Kutató-fejlesztô KözpontSemmelweis Egyetem Vascularis Neurológiai Tanszéki Csoport

[1] Cyber ECG, Kern Communication Systems, http://www.kern.hu/KERN_HU/index.php?option=com_content&task=view&id=91&Itemid=100
[2] Dr. Kékes Ede. A telemedicina egyik megoldási formája a transztelefonikus EKG rendszer. Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, II(4):49-54, 2003. május.
[3] S.Bonacina, L.Graghi, M.Masseroli, F. Pinciroli. Understanding Telecardiology Success and Pitfalls by a Systematic Review. Proc. MIE2005. Geneva, Switzerland, August 2005, pp 373-379.
[4] Te-Chuan ed: Electrocardiography in Clinical Practice. W.B. Saunders Company, Philadelphia 1991
[5] RCVSIM: A Cardiovascular Simulator for Research. http://physionet.fri.uni-lj.si/physiotools/rcvsim/

INFOKOMMUNIKÁCIÓ ÚJDONSÁG Többparaméteres intelligens távmonitorozás Vassányi István, Végső Balázs, Tarjányi Zsolt, Pannon Egyetem Szakolczai Krisztina, Kozmann György, MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet Kósa István, Veszprém Megyei Cholnoky Ferenc Kórház–Rendelőintézet Több paraméter egyidejű megfigyelésével és kiértékelésével hatékonyabbá tehető a humán távmonitorozási szolgáltatás. A cikk röviden bemutatja az „Intelligens fiziológiai állapotmonitorozó és távfelügyeleti rendszer” című GVOP program keretében kifejlesztett távmonitorozó rendszert, elsősorban az informatikai eredményekre koncentrálva. A rendszer újdonsága a helyszínen (testen) végzett intelligens, kombinált paraméter-kiértékelés és a személyre szabható értékelési szabályok. Az információs rendszer moduláris felépítésű, és lehetővé teszi az új csatornák rendszerbe illesztését is. Jelenleg a rendszer prototípus-tesztje folyik. The efficiency of human monitoring services can be greatly improved by simultaneously monitoring and combining multiple physiological parameters. The paper presents concepts and first results of the remote monitoring system developed in the frames of the national R&D program „Intelligent Physiological Human Monitoring and Control System“, with an emphasis on the application of information technology. The most important, novel features of the system are its support for personalized state assessment rules and the combined, local evaluation of several parameters. The system has a modular architecture, which enables new channels to be integrated easily. The prototype of the system is currently being tested. A TÖBBPARAMÉTERES TÁVMONITOROZÁS CÉLKITÛZÉSEI Távoli megfigyelésre (monitorozásra) alkalmas információs rendszereket több helyen használnak különböző egészségügyi intézmények közreműködésével betegek vagy fokozott kockázatú személyek fiziológiai állapotának orvosi megítélése céljából [1, 2, 3]. A távoli monitorozás előnyei: • betegek megfigyelése esetén az otthon elvégzett mérések szükségtelenné tehetik a kórházi tartózkodást, ami társadalmi szinten jelentős költségcsökkenést, a betegnek pedig kényelmesebb gyógyulást biztosít; • megfelelő előfeldolgozás esetén a mérési eredmények közül automatikusan kiszűrhetők a lényeges változások, automatikus riasztások generálhatóak, ami tehermentesítheti a rendszert felügyelő orvos-szakértőket. A távmonitorozó rendszerek hatékonyságát nagymértékben meghatározza a különböző mérési csatornák feldolgozására és az orvosi szempontból lényeges információ kiemelésére beépített intelligencia. A cikk egy olyan mintarendszert mutat be, melynek a más rendszerekhez képest a hatékonyságot növelő újdonsága, hogy számos fiziológiai jellemző egyidejű mérési folyamatának közös, kombinált feldolgozására ad lehetőséget. A RENDSZER KERETEI A cikkben bemutatott projekt célja a fizikai és az emocionális állapotot, a környezeti és a személyes terhelést jellemző paraméterek mérését és valósidejű felügyeletét megvalósító rendszer kifejlesztése, amely alkalmas a fiziológiai/emocionális állapot meghatározása szempontjából alapvető paraméterek mérésére, az eredmények feldolgozására, kiértékelésére és az eredmények központi felügyeleti rendszerbe történő továbbítására. A rendszer moduláris felépítésű, melyhez különböző szenzorok (EKG, oxigénszaturáció, hőmérséklet, mozgásmennyiség stb.) kapcsolódhatnak vezeték nélkül és/vagy vezetékesen, ami lehetővé teszi egyes modulok alkalmazás-specifikus felhasználását. Az adatok feldolgozása két szinten, a monitorozott személynél és a központi feldolgozó rendszerben történik. A rendszer biztosítja a mérési adatok teljes vagy lényegkiemelt továbbítását, előzetes feldolgozás esetén a kiértékelt (szűrt), „riasztási” adatok továbbítását. A mintarendszert létrehozó konzorcium résztvevői és a projektben vállalt szerepük: • MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet (a Pannon Egyetemmel közösen): koordinátor, mérőruha-tervezés, az információs rendszer kidolgozása. • HM Fejlesztési és Logisztikai Ügynökség és HM Elektronikai, Logisztikai és Vagyonkezelő ZRt.: a helyi adatfeldolgozást végző Humán Fiziológiai Processzor (lásd később) kifejlesztése, mobilkommunikáció biztosítása, követelményelemzés. • Aviatronic Kft: érzékelő műszerfejlesztés • Meditech Kft: érzékelők, jelkondicionálók és az adatgyűjtő kifejlesztése. A továbbiakban bemutatjuk a kifejlesztett mintarendszer szerkezetét, az egyes csatornákat és a jelek feldolgozását. IME VI. ÉVFOLYAM 7. SZÁM 2007. SZEPTEMBER 47 INFOKOMMUNIKÁCIÓ ÚJDONSÁG A RENDSZER ÁTTEKINTÉSE A mintarendszer főbb funkcionális egységeit az 1. ábra mutatja. A megfigyelési folyamat lépései a következők: • A megfigyelendő személyt a központban referencia-mérésnek vetik alá. A mérés eredményeit a grafikus kliens program segítségével a központi adatbázisban tárolják. • Az orvos-szakértő a referencia-adatok alapján meghatározza a személyre és a konkrét indítandó megfigyelésre vonatkozó kiértékelési szabályokat, melyeket feltöltenek a testen viselt Humán Fiziológiai Processzor (HFP) egység SDR (SD-kártya) adattárolójába. • A személy felveszi az érzékelőket tartalmazó mellényt, melyben elhelyezik az adatgyűjtőt és a HFP-t is, és az előbbit összekötik a műszerekkel. • A személy távozik és elkezdődik a monitorozás, amely pár órától maximum egy hétig tarthat. Ennek során az adatgyűjtő folyamatosan mérési eredményeket fogad a műszerektől, és a HFP-n futó feldolgozóprogramnak továbbítja. Ez az összes nyers adatot az SDR-en tárolja, ezenkívül különféle adatfeldolgozási és aggregálási • • • műveleteket végez. A beállított üzemmódtól függően ezután a Feldolgozó program • vagy továbbítja a teljes feldolgozott adatmennyiséget a központi adatbázisba GPRS mobilcsatornán (monitorozó üzemmód), • vagy a kommunikációs erőforrásigény csökkentése céljából csak a feldolgozás során keletkezett státuszüzeneteket továbbítja a központba, és a feldolgozott adatblokkokat csak az SDR-en tárolja (naplózó üzemmód). A központban a grafikus kliens program segítségével nyomon követhetők a HFP-ből érkező státusz-üzenetek illetve adatok. A monitorozás végén a megfigyelt személy által visszahozott SDR egységből, mint Holter-rekorderből a Holter program beírja a központi adatbázisba az esetlegesen hiányzó adatrekordokat. A grafikus kliens programmal lehetőség van nemcsak az „aktív” megfigyelések követésére, hanem tetszőleges korábbi lezárt megfigyelés összes adatának böngészésére is. 1. ábra A rendszer áttekintése Induláskor a feldolgozóprogram naplózó üzemmódban van, de az első riasztási feltétel teljesülésekor automatikusan átvált monitorozó üzemmódra, ahonnan a grafikus kliensből lehet visszakapcsolni naplózásra. A kliensprogramból szabályok teljesülése nélkül is bármikor lehet üzemmó- 48 IME VI. ÉVFOLYAM 7. SZÁM 2007. SZEPTEMBER dot váltani. Ennek a megoldásnak a hálózati forgalom szükséges mértéken tartása a célja. A teljes rendszer GPS-alapú helymeghatározó funkcióval is rendelkezik, ezt azonban itt nem tárgyaljuk bővebben. INFOKOMMUNIKÁCIÓ ÚJDONSÁG A MÉRT CSATORNÁK A műszerpark tervezésekor a fő szempontok a mobil jelleg (kis súly és fogyasztás, robusztus kivitel), megfelelő pontosság és az alacsony ár voltak. Példaként bemutatjuk a fülcimpára erősített véroxigénszint-mérőt (2. ábra). A mért paraméterekben lévő kombinált információ jó áttekintést ad a megfigyelt személy fiziológiai állapotáról. 2.táblázat A számított csatornák 2. ábra A fülcimpára erősített véroxigénszintmérő Az egyes műszerektől jövő adatfolyamot előfeldolgozó műveletek (simítás, értéktartomány-konverzió, zajszűrés stb.) után mint egy mérési csatornát kezeli a rendszer. A mért csatornák áttekintése az 1. táblázatban látható. A számított és nyers csatornák folyamatos értékelése a fiziológiai állapotbecslés alapja. Az 1. ás 2. táblázatban közölt Normál ébrenléti tartományok csak tájékoztató jellegűek [4], a monitorozást tervező orvos ezeknél sokkal szűkebb vagy egyénileg beállított tartományt is használhat egy-egy állapotbecslő szabályban. AZ ÁLLAPOTBECSLÉS SZABÁLYAI A megfigyelés kezdetekor az orvos-szakértő az általános szabályok alapján megadja a megfigyelésre vonatkozó szabálykészletet. Orvosi szempontból a cél a jellemző fiziológiai állapot minél hatékonyabb megbecslése. Ezért a szakértő állapotokat definiál, melyeket számos szabály támaszthat alá. Egy-egy szabály egy vagy több csatornára vonatkozó tól-ig feltételek rendszere (ÉS kapcsolatok VAGY kapcsolata vagy fordítva), a csatornánként megadott paraméterű agregációval. A szabály fontosságát az illető fiziológiai állapot megítélése szempontjából egy relatív súllyal lehet megadni. Egy adott fiziológiai állapot fennállásának az esélye a teljesülő szabályok relatív súlyának az összege. 1.táblázat A mért csatornák A mért csatornák kombinálásával úgynevezett számított csatornákat hozunk létre, elsősorban az orvosi kiértékelhetőség szempontjai szerint, melyeket szintén simítunk, ha szükséges. 3. ábra A „Fiziológiailag kritikus állapot” egy szabálya A 3. ábrán bemutatott szabály a vízszintes és függőleges gyorsulás egy tartományára ad egy-egy feltételt. Hasonló szabályokból tetszőlegesen bonyolult feltételek felépíthetők. IME VI. ÉVFOLYAM 7. SZÁM 2007. SZEPTEMBER 49 INFOKOMMUNIKÁCIÓ ÚJDONSÁG A GRAFIKUS KLIENS PROGRAM A felhasználó számára a rendszer egyetlen felülete a grafikus kliens, ahol a referencia-méréstől kezdve az üzemmód-váltáson és a követésen át a historikus adatok böngészéséig minden elvégezhető (4. ábra). ÖSSZEFOGLALÁS 4. ábra A grafikus kliens felhasználói felülete 2 nyers EKG csatornával Fontos, hogy a rendszer által mérhető paraméterekből, műszerekből a mérés indulásakor moduláris jelleggel lehet kiválasztani a számunkra fontosakat, mivel más paraméterek lényegesek például a pályaalkalmassági vizsgálat és az otthoni monitorozás szempontjából. A cikk bemutatta a több paraméter együttes feldolgozását lehetővé tévő távmonitorozó rendszer alapelveit. A hardver és szoftver alaprendszer 2007 tavaszára elkészült, jelenleg próbaméréseket végzünk az orvosi szabályok validálása céljából. A fent ismertetett számított csatornákat folyamatosan újakkal egészítjük ki, így például az EKG-alapmérés alapján kiszámítjuk a 12 elvezetéses EKG csatornáit, majd ezekből a Minnesota döntési szabályokat. További terveink között szerepel a fiziológiai rendszer személyre szabott adaptív modellezése [5], és a modell alapján a várható állapot, események rövidtávú előrejelzése, valamint a rendszer tömeges otthoni monitorozásra való alkalmassá tétele. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A cikkben bemutatott munkát a GVOP-3.1.1.-2004-05-0196/3.0 sz. projekt támogatta. IRODALOMJEGYZÉK [1] Cyber ECG, Kern Communication Systems, http://www.kern.hu/KERN_HU/index.php?option=com_ content&task=view&id=91&Itemid=100 [2] Dr. Kékes Ede. A telemedicina egyik megoldási formája a transztelefonikus EKG rendszer. Informatika és Menedzsment az Egészségügyben, II(4):49-54, 2003. május. [3] S.Bonacina, L.Graghi, M.Masseroli, F. Pinciroli. Under- standing Telecardiology Success and Pitfalls by a Systematic Review. Proc. MIE2005. Geneva, Switzerland, August 2005, pp 373-379. [4] Te-Chuan ed: Electrocardiography in Clinical Practice. W.B. Saunders Company, Philadelphia 1991 [5] RCVSIM: A Cardiovascular Simulator for Research. http://physionet.fri.uni-lj.si/physiotools/rcvsim/ A SZERZÔK BEMUTATÁSA Vassányi István PhD, informatikus. 1993-ban szerzett villamosmérnöki oklevelet a Budapesti Műszaki Egyetemen. 1993-97 között a KFKI Mérés- és Számítástechnikai Kutató Intézet képfeldolgozó csoportjában programozható logikákkal dolgozott. 2000-ben szerzett informatikai PhD-fokozatot a BME-n. 1997-től dolgozik a Pannon Egyetem Információs Rendszerek Tanszékén, jelenleg docens. Számos kutatási projekt vezetője illetve résztvevője. Kutatási területe: adatbázis-kezelés, adatmodellezés, adattárházak, rendszertervezés. Tarjányi Zsolt mérnök-informatikus, Pannon Egyetem 2007. Jelenleg a Pannon Egyetem ötödéves hallgatója. Kutatási területe: egészségügyi multiparaméteres monitorozás. Dr. Kósa István 2005. január 1. óta a Veszprém Megyei Cholnoky Ferenc Kórház II. Belgyógyászati Osztályának vezetője. Korábbi életútjának bemutatása az IME alábbi számában található: 2004 (3) 12-16. Kozmann György bemutatása lapunk V. évfolyamának 4. számában, Végső Balázs bemutatása lapunk III. évfolyamának 8. számában, Szakolczai Krisztina bemutatása pedig lapunk II. évfolyamának 9. számában olvasható. 50 IME VI. ÉVFOLYAM 7. SZÁM 2007. SZEPTEMBER