Svetová zdravotnícka organizácia definuje telemedicínu ako súhrnné označenie pre zdravotnícke aktivity, služby a systémy prevádzkované na diaľku prostredníctvom informačných a komunikačných technológií.
V posledných desaťročiach svet zaznamenal úžasný technologický pokrok. V 70. rokoch 20. storočia sme prostredníctvom čiastočnej automatizácie zažili v poradí tretiu priemyselnú revolúciu. Ubehlo iba pár desiatok rokov a už sme svedkami prebiehajúcej štvrtej priemyselnej revolúcie. Vyznačuje sa používaním informačných a komunikačných technológií v priemysle a je známa aj ako Priemysel 4.0.
Hybné sily
Technológie sa síce posunuli obrovským skokom dopredu, napriek tomu starostlivosť o ľudské zdravie ostala ešte donedávna v mnohých prípadoch technologicky zaseknutá v minulom storočí. Stačí si spomenúť na nedávnu pandémiu kovidu-19, kde sme hlavne v počiatkoch šírenia ochorenia používali na jeho spomalenie rúška a odstup. V časoch, keď mala väčšina ľudí pri sebe vyspelé technológie ako smartfón alebo smart hodinky, sme používali rovnaké postupy ako pri španielskej chrípke v roku 1918.
Pandémia však bola, našťastie, aj hybnou silou hľadania nových riešení. Pacienti s ochorením kovid-19 ostali doma odkázaní sami na seba alebo svojich blízkych a so svojimi lekármi boli v spojení iba cez mobilný telefón. Práve vtedy sa začala rozširovať aplikácia telemedicíny v praxi. Telemedicína je, jednoducho povedané, vzdialené poskytovanie zdravotníckych služieb a prenos medicínskych informácií na diaľku.
Základ domáceho systému
Pacienti s kovidom-19 si doma merali teplotu, okysličenie krvi, prípadne aj krvný tlak. Svoje zapísané zdravotné údaje potom konzultovali s lekárom počas telefonických kontrol. Najdôležitejším parametrom z hľadiska tohto ochorenia bolo sledovanie saturácie kyslíka v krvi. Už tu vznikali prvé inovácie, napríklad v Martinskej nemocnici lekári používali na komunikáciu s pacientmi aplikáciu MEDasistent.
Do tejto aplikácie si pacienti zapisovali svoje namerané hodnoty a symptómy. Zabudované hodnotiace algoritmy potom posudzovali ich zdravotný stav a prípadnú nutnosť hospitalizácie. Samozrejmosťou bola pravidelná kontrola nameraných údajov sledovaných pacientov cez lekárske prístupy. Naďalej však bolo nutné manuálne vkladanie nameraných parametrov do aplikácie smartfónu.
Aj v tomto prípade už niektoré slovenské IT spoločnosti v spolupráci s univerzitami a nemocnicami zaznamenali pokrok. V súčasnosti sa už dajú zbierať údaje z komerčne dostupných monitorovacích zariadení podporujúcich komunikáciu Bluetooth. Na domáce monitorovanie zdravia sú vhodné najmä EKG holtre, tlakomery, teplomery, glukomery, váhy, pulzné oxymetre či rôzne monitory spánku. Súbor vybraných zariadení komunikujúcich so zbernou jednotkou (smartfón alebo iné smart zariadenie) tak v spolupráci so zobrazovacím softvérom tvoria funkčný základ domáceho telemedicínskeho systému.
Zdravotný stav v hodinkách
Netreba zabudnúť ani na smart hodinky, donedávna určené hlavne pre športových nadšencov. Tie vedia v súčasnosti už spoľahlivo merať viaceré zdravotné parametre. Mnohí výrobcovia sa totiž vybrali smerom Smart Health, teda inteligentného zdravia. Takéto hodinky dokážu zmerať a vyhodnotiť zmeny, ktoré sa odohrávajú v našom tele. Tieto zmeny majú priamy súvis s našou aktuálnou fyzickou kondíciou alebo zdravotným stavom. Smart hodinky zbierajú tieto údaje prostredníctvom fotopletyzmografie priamo z našej pokožky. Okrem výšky pulzu dokážu optické čipy vyhodnotiť aj iné zdravotné parametre, napríklad okysličenie krvi, variabilitu srdcovej frekvencie alebo respiráciu. Menej často sa môžeme pri smart hodinkách stretnúť s meraním EKG (elektrokardiografia) alebo výšky krvného tlaku. Tieto parametre sú výsadou najdrahších modelov popredných značiek a ich interpretácia je zatiaľ len orientačná.
Aj keď smart hodinky zatiaľ nie sú certifikovaná zdravotnícka pomôcka, môžu odhaliť anomálie, ktoré sa následne skonzultujú s lekárom. Ďalším krokom môže byť meranie hladiny glukózy v krvi, alkoholu alebo bilirubínu. Až budúcnosť však ukáže, s akou presnosťou budeme môcť tieto parametre vyhodnocovať.
Pulzný oxymeter
Už teraz existujú prístroje, ktoré nám doma pomáhajú určiť náš aktuálny zdravotný stav a vďaka týmto informáciám môžeme predchádzať vážnejšiemu priebehu ochorení. Ako však môže napríklad pulzný oxymeter v podobe plastového klipu vyhodnotiť niečo o našej krvi bez jej vzorky? Naše telo je pre niektoré časti svetelného spektra priesvitné. To znamená, že úplne neblokuje ani neodráža svetlo, čo umožňuje, aby časť svetelného spektra prešla cez pokožku, svaly alebo cievy. Keď sa nadýchneme, v pľúcach sa naviaže kyslík do hemoglobínu a transportuje sa cez krvné riečisko do každej časti tela. Pulzný oxymeter potom meria pomer okysličeného a neokysličeného hemoglobínu. Deje sa to pomocou červenej a infračervenej LED diódy na jednej strane klipu a fotodetektora citlivého na svetlo na strane druhej.
Keď svetlo zasvieti do nášho prsta, neokysličený hemoglobín v cievach absorbuje červené svetlo oveľa silnejšie ako ten okysličený. Naopak, infračervené svetlo je lepšie absorbované okysličeným hemoglobínom a horšie neokysličeným. Svetlo, ktoré prejde na druhú stranu do fotodetektora, teda závisí od pomeru koncentrácie týchto dvoch typov hemoglobínu. Na správne určenie pomeru je tiež dôležité monitorovanie objemu krvi po údere srdca. Potom je už jednoduché vyhodnotiť pomocou matematického vzorca množstvo okysličenej krvi, ktorú vyjadrujeme v percentách. Na rovnakom princípe merajú okysličenie krvi aj smart hodinky. Rozdiel je v tom, že svetlo nedopadá na optický senzor po prechode cez prst, ale odráža sa od zápästia späť do fotodetektora umiestneného vedľa LED diód.
Srdcová frekvencia
Meranie srdcovej frekvencie taktiež využíva zmeny v absorpcii svetla spojené s prietokom krvi. Smart hodinky vyhodnocujú srdcovú frekvenciu zvyčajne pomocou zelených LED diód a fotodetektora. Pri prúdení krvi vychádza kardiovaskulárna pulzná vlna zo srdca a šíri sa telom, pričom periodicky rozťahuje artérie a arterioly v podkožnom tkanive. Počas úderu srdca je vďaka prietoku krvi v zápästí miera absorpcie zeleného svetla väčšia. Medzi jednotlivými údermi je, naopak, menšia. Úder srdca sa prejaví ako prudká zmena signálu. Tento signál sa potom rozdelí na jednotlivé segmenty, v ktorých sa následne vyhľadá lokálne maximum zodpovedajúce jednému úderu srdca. Časový rozdiel medzi týmito vrcholmi je čas medzi dvoma údermi srdca. Pomocou jednoduchej rovnice pulz = 60 / čas potom dostaneme hodnotu srdcového tepu za minútu.
Čas medzi dvoma údermi srdca sa dá tiež spracovať pomocou analýzy variability srdcovej frekvencie (z ang. heart rate variability, HRV). Účel monitorovania HRV je v tom, že dokážeme merať nielen srdcový tep, ale aj jeho pravidelnosť. Pravidelnosť úderov srdca je ovplyvňovaná rôznymi záťažovými procesmi v našom tele. Sledovaním variability srdcovej frekvencie teda dokážeme monitorovať mieru nášho športového zaťaženia a následne vyhodnotiť čas našej regenerácie. Na základe týchto hodnôt možno odhadnúť celkový zdravotný stav človeka alebo sa môžu odhaliť zdravotné problémy skôr, ako sa objavia prvé príznaky.
Od chorých k zdravým
Vďaka telemedicíne sa môžeme v budúcnosti dostať od starostlivosti o chorých do proaktívnej, pravidelnej a personalizovanej starostlivosti o zdravie.
Starostlivosť o chorých je založená na príležitostnom získavaní údajov o zdravotnom stave pacientov zväčša v ambulancii alebo nemocnici. Tento typ zdravotnej starostlivosť vedie k modelu reaktívnej starostlivosti o chorých. Pri nej v podstate čakáme, kým sa pacient objaví na pohotovosti napríklad so srdcovým infarktom alebo s mozgovou príhodou. Až potom sa začnú vyšetrenia a hľadajú sa príčiny.
Vďaka nositeľným zariadeniam, ktoré budú schopné monitorovať takmer všetky fyziologické parametre, môžeme zlepšovať prevenciu, včasne diagnostikovať rôzne ochorenia a pomocou kontinuálneho monitoringu aj upravovať liečbu.
Michal Mičjan
Ústav elektroniky a fotoniky
Fakulta elektrotechniky a informatiky STU
