Tím viac ako 400 špičkových softvérových špecialistov zo spoločnosti Siemens Healthineers vytvára softvéry s prvkami umelej inteligencie pre medicínsku technológiu najnovšej generácie. Osobitné postavenie má v rámci spoločnosti vývojové centrum - Development Center s pobočkou v Košiciach. Už 20 rokov úspešne vyvíja softvéry pre viac ako 11-tisíc CT systémov, ktoré používajú nemocncie po celom svete.
Denne skenuje jeden CT prístroj 30 až 90 pacientov na oddeleniach urgentného príjmu, kardiológie alebo počas intervenčných zásahov. Globálne tak spoločnosť Siemens Healthineers prispieva denne s využitím CT prístroja k poskytovaniu zdravotnej starostlivosti pre 330 až 990-tisíc pacientov.
Okrem vývoja softvéru pre CT prístroje sa dlhodobo venuje aj rozvoju röntgenových systémov a svoje kompetencie naďalej rozširuje. Na účely zdokonaľovania existujúcich softvérov aj na tvorbu nových slúžia v Košiciach dve unikátne vývojové laboratória. V X-ray labe sa špičkoví programátori zameriavajú na vývoj softvéru röntgenových prístrojov a v CT-labe na vývoj softvéru pre jedinečný mobilný prístroj počítačovej tomografie SOMATOM ON.site.
Softvéry pre globálne využitie
Jedinečné X-ray laboratórium, ktoré je zamerané na vývoj a testovanie softvéru röntgenových prístrojov, vybudovali v priestoroch spoločnosti Siemens Healthineers v Košiciach na prelome rokov 2020 a 2021 a je jediné svojho druhu na Slovensku.
„Unikátny Test Lab je aj akýmsi showroomom, ktorý umožní ešte pružnejšie reagovať na zmeny vo vývoji. Budeme schopní prakticky okamžite integrovať a testovať vyvíjanú funkcionalitu na reálnom hardvéri. Aj pri tomto projekte je pre nás veľkým prínosom spolupráca a konzultácie s lekármi, ktorí s röntgenmi reálne pracujú. Chceme nielen zlepšovať komfort pacienta počas vyšetrení, ale aj uľahčovať prácu odborníkom, čo sa v konečnom dôsledku odrazí v celkovej starostlivosti o pacienta,“ vysvetľuje Ján Majoroš, X-ray Products & Solutions Development Manager Siemens Healthineers.
Cieľom laboratória je skvalitnenie a urýchlenie vývoja röntgenových prístrojov. To, samozrejme, vyžaduje okrem technických zručností aj doménové know-how, na ktorom Siemens Healthineers Slovensko pracuje aj v spolupráci s medicínskymi špecialistami z Východoslovenského ústavu srdcových a cievnych chorôb a z Východoslovenského onkologického ústavu. Na Slovensku sa vďaka tejto spolupráci darí tvoriť softvér pre globálne využitie v zdravotníctve a nadviazať na úspechy priekopníkov v rádiológii z minulosti.
Röntgen svetovej úrovne
Príkladom prístroja, ktorý vyvíjajú aj slovenskí programátori z košického tímu X-ray, je YSIO X.pree postavený na platforme UIS – Unified Imaging System. Ďalšie developerské tímy, ktoré naďalej spolupracujú na tomto projekte, sú v Nemecku, Maďarsku a Indii.
YSIO X.pree je nainštalovaný zatiaľ len na 35 miestach na celom svete a stihol už získať medzinárodné ocenenie Red Dot Design Award. Jeho hlavnou prednosťou je využitie umelej inteligencie novej generácie, ktorá nanovo definuje spôsob riadenia pracovných postupov pre medicínskych špecialistov.
Prístroj ponúka unikátnu funkciu MyExam Companion, ktorá premieňa dáta na odborné znalosti a využíva celý potenciál technológie aj jej operátorov. Mimoriadne intuitívny systém obsluhy umožňuje vykonať aj bez predchádzajúceho zaškolenia rádiologických laborantov väčšinu úkonov štandardného röntgenového vyšetrenia hrudníka.
Na vývoji pracovali päť rokov
Prístroj Siemens Healthineers YSIO X.pree má tri detektory, ktorými dokážeme snímať celé telo. Jeho súčasťou je stôl, stojanová časť na snímanie pacienta v stoji a tretí, Free detektor, ktorý sa vysúva zo stola a môže sa umiestniť prakticky na akékoľvek miesto a nasnímať napríklad detail ruky.
Okrem snímania len jednej časti tela dokáže prístroj vykonávať aj orto snímanie, teda viac snímok za sebou. Vďaka tomu dokážu odborníci kompletne zosnímať takmer celé telo naraz. „Náš tím programátorov pracoval na vývoji tohto špičkového prístroja päť rokov. Aj on je dôkazom napĺňania našej vízie – prinášať precíznu medicínsku techniku a pacientovi poskytnúť maximálny komfort,“ hovorí Lukáš Borovský, software engineer z X-ray Products & Solutions tímu Siemens Healthineers.
Každý pacient si vyžaduje iné nastavenie parametrov prístroja. To závisí najmä od charakteru jeho postavy. Výhodou systému je, že disponuje jedinečnou 3D kamerou, vďaka ktorej je pacient pod dohľadom a systém tak dokáže odhadnúť, aké množstvo žiarenia bude potrebné na dostatočné a kvalitné snímanie pacienta pre určenie precíznej diagnózy.
Okrem toho využíva prvky umelej inteligencie, ktorá tiež pomáha nastavovať množstvo žiarenia, vďaka čomu sa predchádza opakovaným vyšetreniam. „Náš softvér prispieva k znižovaniu dávky žiarenia priamo v praxi. Navyše moderné detektory snímajú žiarenie s vyšším rozlíšením. Taktiež pracujeme s pokročilým postprocessingom, čo znamená, že po vykonaní snímku prebieha priamo v systéme fáza dodatočných úprav pre lepšiu kvalitu zobrazenia. Úpravy si v prípade potreby môže vykonať aj samotný lekár. Systém tiež navyše ponúka rádiologickým špecialistom ďalšie moderné funkcionality, akými sú virtuálna kolimácia, Auto Thorax kolimácia a Smart Virtual Ortho,“ vysvetľuje L. Borovský.
Tím špecialistov zo Siemens Healthineers na pravidelnej báze spolupracuje s odborníkmi z oblasti rádiológie, vďaka čomu sa zameriava na nové funkcionality prospešné pre lekárov. Taktiež zbiera informácie z takmer celého sveta, z viac ako 30 nemocníc, kde sú už tieto prístroje nainštalované. Vďaka tomu sú schopní systémy neustále vylepšovať, doplňovať alebo opraviť. Keďže existujú aj rozdiely v legislatíve, súvisiace s rôznymi úrovňami ochrany medicínskych dát pacientov, aj tento fakt je súčasťou spätnej väzby, ktorú slovenskí špecialisti pri vývoji zohľadňujú.
Výnimočné mobilné CT
Košický CT tím získal veľmi dobré referencie pri vývoji funkcionality nielen pre najmodernejší dvojzdrojový CT prístroj SOMATOM Force ale aj pre ďalšie typy CT skenerov. Keďže špecialisti slovenského vývojového centra už majú skúsenosti s vývojom algoritmov, ktoré pomáhajú optimálne nastaviť parametre rôznych typov CT systémov, využili príležitosť a zapojili sa do vývoja prvej verzie softvéru unikátneho CT prístroja SOMATOM On.Site.
Prístroj je výnimočný tým, že umožňuje vyšetrenie ťažko zranených alebo postihnutých pacientov bez nutnosti ich premiestňovania k prístroju. Od bežného CT sa teda odlišuje najmä svojou mobilnosťou, čím sa značne mení prístup k vyšetrovaniu pacientov.
Pacienti, ktorí ležia napríklad na jednotke intenzívnej starostlivosti sú častokrát napojení na prístroje monitorujúce životné funkcie a pri prevážaní na CT vyšetrenie je potrebné ich odpájať a následne zase pripájať. Vďaka mobilnému CT skeneru nemusí pacient absolvovať prevoz, čím sa minimalizuje riziko vzniku nežiadúcich udalostí spojených s prevozom.
Na prvý pohľad je oproti tradičným CT prístrojom najviditeľnejší ten rozdiel, že mobilné CT nemá vyšetrovací stôl. Vyšetrenie pacienta sa deje priamo na nemocničnom lôžku. Funguje však na úplne rovnakom fyzikálnom princípe ako klasické CT prístroje.
V tele prístroja sa nachádza RTG žiarič a elektronický detektor, ktoré sa otáčajú okolo pacienta. K jeho vybaveniu patrí aj klávesnica a dotykový monitor, ktorý slúži na obsluhu počas celého vyšetrenia. Unikátnym je podvozok prístroja, ktorý umožňuje ľahkú manévrovateľnosť. Je vybavený kolesami, ktoré sú poháňané elektromotorom napojeným na batérie.
Softvér sa stará o životnosť aj fungovanie prístroja
Na kontrolu správneho fungovania diagnostického prístroja slúži funkcionalita takzvaného servisného režimu. V tomto režime sa používa namiesto pacienta na simuláciu vyšetrenia phantom - plastová nádoba naplnená vodou. Servisný softvér ďalej zabezpečí, aby CT po celú dobu svojej životnosti fungovalo kvalitne a spoľahlivo.
„Vzhľadom na to, že CT pozostáva z elektronických a mechanických častí, ktoré podliehajú opotrebeniu, dokáže náš softvér tento stav odhaliť a navrhnúť kompenzáciu. Ďalším faktorom je, že CT prístroj sa používa na skenovanie ľudí a musí spĺňať prísne medzinárodné normy. Tie predpisujú aj pravidelnú kontrolu snímok a na zistenie ich kvality sa používa práve phantom. Jeho skenovaním vznikne obrázok, ktorý nesmie obsahovať žiadne nežiadúce artefakty a musí byť homogénny. Softvér dokáže jeho analýzou zistiť priemerné hodnoty a skontroluje, či sú tieto priemerné hodnoty v súlade s limitmi,“ vysvetľuje Richard Baránok, softvér developer z tímu počítačovej tomografie, Development Center Siemens Healthineers Slovensko.
Neustály profesionálny vývoj
Dôležitý, nedávno dosiahnutý míľnik, vo vývoji nového softvéru pre SOMATOM On.Site znamená, že prístroj je pripravený na využitie v nemocniciach v USA a Európe. Za úspechom projektu je spolupráca viacerých tímov, ktoré spojili svoju odbornosť aj nadšenie pre inovácie.
Vývoj unikátneho CT prístroja začal pred štyrmi rokmi v spolupráci s expertami v Portsmouth, New Hampshire v Spojených štátoch amerických. IT špecialisti v košickom laboratóriu využívajú rôzne typy modelových objektov, ktoré majú vopred známe vlastnosti a pomocou ktorých sa prístroje verifikujú a vylepšujú.
Ďalšou cestou jeho vylepšovania sú experimenty a tvorivé nápady. Do unikátneho laboratória majú prístup iba vyškolení špecialisti, ktorých pred vplyvom žiarenia chránia ochranné prvky laboratória. Jeho steny sú pokryté barytovou omietkou, dvere sú vystužené olovom a okolo CT prístroja sú rozmiestnené olovené zásteny.
Využívané algoritmy slúžia primárne na nastavenie celého systému tak, aby boli snímky čo najkvalitnejšie a pacient bol ožiarený čo najmenej. Pomocou nich sa optimalizuje aj životnosť súčiastok, napríklad RTG lampy či detektora.
Pri práci na inovatívnych projektoch myslia špecialisti Siemens Healthineers Slovensko aj na svoj profesionálny rozvoj a venujú sa napríklad oblasti virtuálnej reality, programovaniu maticovej algebry a ďalším oblastiam.
Virtuálnu realitu využívajú napríklad na školenie obsluhy prístrojov bez potreby využitia reálneho systému. Video maticovú algebru používajú pri realizácii rôznych algoritmov, analýze dát získaných z CT snímok, výpočtoch nastavenia CT prístroja a aj pri rekonštrukcii CT snímok.
Tento článok vznikol v spolupráci s komerčným partnerom. Redakcia nie je jeho autorom, ale obsah považuje za prínosný pre čitateľa. #weknowhow
