Nem elég a jó ötlet, kemény fejlesztői munka kell egy prototípus megalkotásáig. De ez nem a végállomás: üzletet kötni csak jó termékkel lehet. A teljes folyamat sikerének egyik kulcsa a kutatók, fejlesztők és a piacon mozgó üzleti vállalkozások együttműködése. Szerencsére az egészségügyi informatika terén is egyre több összefogásra van példa.
Konzorciumban az ELTE, az Airbus és a VW
Tizenkét tagállam 35 intézménye, köztük az ELTE részvételével európai mesterségesintelligencia-kiválósági hálózat kezdte meg működését. A kutatóközpontokat, egyetemeket és ipari szereplőket tömörítő HumanE-AI-Net célkitűzése speciálisan európai feltételekre és igényekre szabott, emberközpontú, versenyképes mesterséges intelligencia fejlesztése. Technológiai fókuszában a gépi tanulás, érvelés és tervezés, multimodális érzékelés és modellezés, számítógépes látás, beszédfelismerés, ember-gép együttműködés és interakció áll.
Az ELTE oldaláról tervezett kutatások támogatják az orvosok és egészségügyi dolgozók munkáját a szélesebb körben kiterjesztett intelligencia segítségével a diagnózis felállításában, a terápia és utánkövetés esetében, illetve monitorozást és aktív segítségnyújtást céloznak. Alkalmazási területek a pszichiátriában elsősorban a poszttraumás stressz szindróma, depresszió és autizmus, míg a radiológia esetében az orvosi képalkotó eljárásokkal kapott leletek kiértékelése. Az ELTE munkáját az Informatikai Kar Mesterséges Intelligencia Tanszéke koordinálja a Természettudományi Kar Fizikai és Matematikai Intézetének részvételével.
- Az ELTE számos eredményt mondhat magáénak a mesterséges intelligencia terén, húsz éve foglalkozunk ilyen témákkal, köztük egészségügyi informatikai kutatásokkal. Alapvetően ennek köszönhető, hogy meghívást kaptunk a konzorciumba, fogalmaz Lőrincz András, a Mesterséges Intelligencia Tanszék tudományos főmunkatársa.
Egyik fontos kutatásuk öt éve indult: az autizmussal élők körében vizsgálják a humán viselkedést a chicagói Rush Medical Schoollal együttműködve. Az emberi kommunikációban oly fontos jelzések (testpóz, gesztikuláció, pislogás stb.) detektálására és elemzésére fejlesztenek eszközöket. Most alakul az együttműködés a Carnegy Mellon Egyetem Robotikai Intézetével. A közös munka az arckifejezés és a depresszió összefüggéseinek feltárására irányul. Egy további projektben a fogyatékkal élők viselkedését mérik, és adnak statisztikai adatokat a játékfejlesztőknek a terápiás játékok hatékonyságára vonatkozóan.
A Horizon 2020 kutatási program keretében megvalósuló, hároméves futamidejű (hosszabbítható), az alapkutatástól a prototípusig terjedő, mikroprojektekből felépülő HumanE-AI-Net költségvetése 12 millió euró. Ipari szereplői között olyan óriásvállalatok is megtalálhatóak, mint az Airbus és a Volkswagen. A távolabbi terv, hogy a mikroprojektekből sokkal átfogóbb, lényegesen nagyobb költségvetésű, adott esetben akár termékfejlesztés típusú projektek nőjenek ki.
Gyártásváltás akár 48 óra alatt
Szintén a Horizon 2020 keretében indul az a projekt, amelynek koordinátora a Sztaki, az ELKH tagintézménye. A CO-VERSATILE célja, hogy az európai gyártórendszereket könnyebb legyen átállítani orvosi eszközök előállítására, illetve a beszállítói láncok rugalmasabban működjenek, ha ezt a Covid-19 járvány további hullámai szükségessé teszik.
- Olyan digitális környezetet - digitális technopolist - alakítunk ki a partnerekkel közösen, amellyel akár 48 óra alatt átállíthatóak, átcsoportosíthatóak az egyébként más termékeket előállító gyártási kapacitások, ha nagy mennyiségű orvosi berendezésre, védőeszközre lenne szükség. Ehhez az kell, hogy olyan cégekkel álljunk kapcsolatban, amelyek gyártósorai eleve alkalmasak az átkonfigurálásra, így például orvosi berendezések gyártására. A kritikus tényező az átállás idejének drasztikus lerövidítése. Ennek eléréséhez úgynevezett digitális ikermodelleket használunk, amelyek segítségével virtuális térben végezzük el a szükséges számításokat. Tavasszal, a járvány első hullámakor az is problémát okozott, hogy sok beszállítói lánc megsérült, és emiatt a gyártási folyamatok lelassultak, sőt akár meg is hiúsultak. A digitális technopolis platformon a beszállítói láncok szimulációit, illetve az ezekkel kapcsolatos analitikák elvégzését is meg lehet tenni, magyarázza Lovas Róbert igazgatóhelyettes.
A Sztakinak komoly háttere van az üzleti és mérnöki intelligencia területén; ilyen témákban már több EU-s projektet is elnyertek. Behatóan vizsgálták a szimulációk hatékony végrehajtásának módját, továbbá bőven van tapasztalatuk a számítástechnikai felhővel kapcsolatban. A Wigner Adatközponttal közösen hozták létre a hazai kutatói közösségeket kiszolgáló MTA felhőt, de részesei voltak a gyártás optimalizálását szolgáló európai CloudiFacturing projektnek is.
A kétéves futamidejű CO-VERSATILE projekt 5,4 millió euróból gazdálkodhat. A második év végén már széles körben piacra vihető szolgáltatások állnak majd rendelkezésre. A 21 tagú konzorciumban a gyártócégek és kutatóintézetek mellett digitális innovációs központok is részt vesznek. Ez utóbbiak - köztük a magyar Innomine - feladata annak kidolgozása, hogy a projektben létrehozott megoldásokat hosszabb távon miként lehet elérhetővé tenni a konzorciumon kívüli európai gyártóközösség számára.
- A projekt egyik különlegessége, hogy nagyon gyorsan kellett lépnünk: a felhívás után egy hónap volt arra, hogy összeálljon a konzorcium. A pályázatok elbírálása és a szerződéskötés is gyorsított ütemben zajlott. Az érdemi munkát is pörgetjük, három hónapos ciklusokat definiáltunk, ezeken belül állandóan finomítjuk a kutatási-fejlesztési-innovációs folyamatot és eredményeit. Az idő sürget, gyorsan kellenek az eredmények. Ezért is volt fontos, hogy tapasztalt, rugalmas, a szimulációs modellekben és felhőalapú megoldásokban jártas kooridinátora legyen a projektnek, hangsúlyozza Lovas Róbert.
Doktor a táskában
Az INNObyte Informatikai Zrt. olyan komplex egészségügyi digitális mérőeszközt és felhőalapú applikációt fejleszt, amely folyamatosan vizsgálja a páciensek paramétereit, és összefüggéseket keres a népbetegségek kialakulásával és diagnosztizálásával kapcsolatban. A mérőeszköz-táska prototípusában okosórát, vérnyomás-, vércukorszint- és koleszterinszint-mérőt, EKG-t és hőmérsékletet mérő mellkasi övet képzelnek el a fejlesztők.
- Az integrált mérőeszköz csak egy kis része a PocketDoki projektnek, a hardverhez komoly szoftverfejlesztés is társul. A szoftver egyik feladata a mért adatok elemzése, másik az ezen adatokhoz, illetve a mérőeszköz használatához kapcsolódó kommunikáció biztosítása. A kommunikációs rendszer segítségével az eredményeket a páciens, a kezelőorvos, vagy egy arra feljogosított személy bárhol és bármikor megkaphatja. Ezáltal feleslegessé válik a rendszeresen mért paraméterek papíralapú rögzítése, ráadásul szignifikáns eltérés esetén a rendszer azonnal riasztást küldhet a megfelelő helyre. Arra is van mód, hogy probléma esetén a páciens intelligens digitális asszisztenssel, magyar nyelven beszélje meg a szükséges teendőket, sorolja Molnár József, az INNObyte operatív igazgatója.
A cégnél már három éve megfogant az ötlet, indultak is egy EU-s pályázaton, ám a projekt jóváhagyására több mint két évet kellett várni. Ennek az előnye volt, hogy az azóta eltelt időben elérhető árúvá váltak azon okoseszközök, amelyek mérni is tudnak, továbbá sokat fejlődött a mérő- és okoseszközök kommunikációja. Az integrált mérőeszközt a sportegészségtan irányából jövő, komoly versenyeztetéssel kiválasztott IQR-S Kft. készíti, az eszközre épülő szoftverek fejlesztője a hardvervezérlés, a felhőalapú szolgáltatások, a mesterséges intelligencia, a digitális asszisztens terén sok tapasztalattal rendelkező INNObyte. A projekt teljes költségvetése 347,3 millió forint, ebből 191,01 millió forint európai uniós támogatás.
- A projektben megalkotott prototípusból később szeretnénk piaci terméket előállítani. Felhasználói például az okoseszközöket kevésbé használók, a fogyatékkal élők vagy a szociális otthonokban lakók lehetnek. Valószínű, hogy egy pandémiás időszak megnöveli a PocketDoki bevezethetőségét, hiszen mindenki igyekszik csökkenteni az orvos-páciens találkozások számát. Gondolkozunk külföldi piaci lehetőségekben is, például ott, ahol 50-100 kilométerre van csak orvos, mondja Molnár József.
A mérőeszköz prototípusa október-novemberre készül el. Az éles teszteket (mérések, adatgyűjtés, -elemzés) várhatóan decemberben kezdik, és folyamatosan végzik a 2021. április 30-i projektzárásig.
Képrekonstrukció 4D-ben
A BME Irányítástechnika és Informatika Tanszék (IIT) és a Mediso Kft. közötti együttműködés sokéves múltra tekint vissza. Az első közös, támogatott kutatás-fejlesztési projekt 2006-ban indult. Azóta a felek több közös projektben vettek részt. Számos eredményüket ma már a gyakorlatban alkalmazzák. Ezek közé tartozik egy nagy pontosságú rekonstrukciós algoritmus (párhuzamosított MLEM-alapú iteratív SPECT), amelyet beépítettek a Mediso InterView XP termékébe. Az algoritmus hozzájárul a nukleáris medicinában alkalmazott izotópos képalkotó eljárások pontosságának növeléséhez. A lecsökkentett futási időnél fogva a készülék hatékonyan alkalmazható a napi klinikumban. A párhuzamosan kifejlesztett PET (Positron Emission Tomography) detektor szimulációs módszert a Mediso Kft. az általa fejlesztett készülékek geometriai és optikai paramétereinek a tervezésénél használja.
Az IIT és a Mediso együttműködése ma is folytatódik. Az egyik irány a dinamikus (más néven 4D) SPECT rekonstrukciós módszerek fejlesztése. - A klasszikus SPECT (Single Photon Emission Tomography) olyan képalkotó vizsgálati módszer, amelynek során egy adott szervben vagy szöveti tartományban dúsuló radioaktív izotóppal megjelölt anyagot (radiofarmakont) juttatnak a szervezetbe. A képalkotás célja a testen belüli aktivitáseloszlás minél pontosabb leképezése. A dinamikus SPECT vizsgálatok abban különböznek a hagyományos SPECT vizsgálatoktól, hogy ezek során nem csak radiofarmakon egy adott pillanatban levő eloszlását határozzuk meg, hanem annak időbeni változását is. Ekkor a radiofarmakon kinematikai jellemzőit vizsgáljuk, például a be- vagy vagy kimosódását egy szervbe. A másik irány a mesterségesintelligencia-módszerek felhasználása a képrekonstrukció során, valamint a rekonstruált kép korrekciójára, illetve a kapcsolódó diagnosztikai eljárások támogatására, ismerteti a lehetőségeket Benyó Balázs egyetemi tanár, az IIT oktató-kutatója.
