Как студенческая IoT-разработка стала частью немецких клиник

Немного теории

Интернет вещей или Internet of Things (IoT) – один из современных и, как принято говорить, самых прорывных IT-трендов. Чаще всего с этим термином связывают возможность использовать преимущества сетевого подключения окружающих человека предметов, которых становится все больше – аналитики Gartner утверждают, что к 2020 году их число превысит 25 млрд.

Только в России на конец 2015 года насчитывалось более 16 млн подключенных к интернету устройств, а к 2018 году этот показатель достигнет 32,5 млн – таков прогноз российского представительства аналитической компании J’son & Partners Consulting.

Очень активно Интернет вещей развивается в промышленности, так как здесь выгоды IoT наиболее очевидны: снижение издержек на производство и эксплуатацию изделий, получение дополнительной прибыли за счет появления новых возможностей продукции и так далее. Часто даже используется специальный термин – «промышленный Интернет вещей».

В других отраслях все несколько сложнее, но и в них IoT развивается довольно активно. В частности, для здравоохранения также придумали отдельный термин – «Интернет медицинских вещей».

Здоровье дороже

Конечно, и в этой области деньги играют роль: страховые компании хотят экономить, как и представители любого другого бизнеса, поэтому они заинтересованы в снижении затрат на лечение своих клиентов. Интернет вещей может это обеспечить. К примеру, чем раньше будет оказана помощь при инсульте, тем дешевле (и эффективнее, разумеется) будет лечение. Определить начавшийся инсульт у людей из группы риска уже могут помочь медицинские браслеты или даже «умные» часы, популярность которых растет изо дня в день.

Однако сложность заключается в том, что получение прибыли в медицине – далеко не единственная задача. Здесь на первый план часто выходит другое – здоровье и порой даже жизнь людей. Именно по способности влиять на сохранность самого дорогого и определяется перспективность того или иного применения технологий Интернета вещей в здравоохранении.

Проект, запущенный в университете Фуртвангена, – один из тех, которые ориентированы на то, чтобы улучшить жизнь людей, нуждающихся в помощи.  

Как все начиналось

Как и во многих других случаях, возникновение проекта связано с личным опытом ее участников. Университет Фуртвангена (HFU) расположен в Шварцвальде, одном из регионов земли Баден-Вюртенберге в Германии. Шварцвальд – это горный край, где спряталось множество деревушек и поселков.

Фуртванген

Аким Бумюллер, старший ассистент кафедры инженерных разработок и медицинской техники HFU, и другие пятеро руководящих проектом преподавателей университета видели, как тяжело приходится пациентам, живущими в маленьких деревнях в 20-30 километрах от ближайшей больницы или приемной врача. 

Изучение статистики и собственного опыта привели к тому, что появилась идея создать «умные» механические устройства, которые позволили бы следить за состоянием пациентов удаленно.

К работе над проектом привлекли студентов разных курсов и аспирантов. Каждый из шести руководителей университета взял на себя ответственность за определенное направление: механику, электронику, информатику, инженерное проектирование, медицинскую составляющую и так далее. Так как проект стартовал как практическая работа для студентов университета, в существенных инвестициях необходимости не было – всё финансировал вуз.

Со временем проект должен расшириться, так как подобные кресла и ходунки могут помочь организовать наблюдение за пациентами в больницах, санаториях, домах престарелых и других учреждениях.

Технологии

«Умное» кресло-коляска и «умные» ходунки созданы на базе микрокомпьютера Raspberry Pi, который будет агрегировать данные о пациенте с различных датчиков и передавать их в облако, а через него – в IoT-платформу ThingWorx, где информация будет обрабатываться, анализироваться и визуализироваться в специально разработанном для «умного» кресла приложении.

Это «умное» оборудование позволяет отслеживать множество важных для определения состояния пациента параметров, среди которых пульс и насыщенность крови кислородом, давление и температура, движение и положение тела и даже местонахождение. Для этого в ходунки встроены различные датчики, GPS-модуль и RFID-метки.

Особое внимание уделяется безопасности. Поэтому один из участников проекта, доктор Кристоф Райх, вместе со своими студентами работает над тем, чтобы защитить передаваемую конфиденциальную информацию от возможных утечек и попыток незаконного использования.

Как это работает?

Каждому пациенту в ThingWorx для отслеживания системы могут применяться индивидуальные параметры. Дифференциация будет осуществляться с помощью RFID-меток. Например, если у пациента проблемы с сердцем, его пульс должен оставаться в заданном врачом диапазоне. В результате система будет срабатывать при параметрах, критичных для определенного заболевания и отличающихся от нормы для здорового человека.     

Настроек в платформе большое количество: их можно изменять в соответствии с характером заболевания человека. К примеру, если пациент недавно перенес бариатрическую операцию на желудке, каждые несколько часов ему нужно передвигаться с помощью «умных» ходунков, чтобы предотвратить образование тромбов. Датчик контроля положения уведомит врача, если ходунки пациента в определенное время оставались неподвижными, или пришлет напоминание самому пациенту о необходимости провести упражнения.

В процессе развития проекта оказалось, что «умные» устройства можно использовать не только для удаленного наблюдения за пациентами дома, но и в больницах и пансионатах – это позволяет минимизировать количество возникающих ситуаций, которые угрожают жизни и здоровью людей.

Так, многие пациенты, страдающие деменцией (старческим слабоумием) могут потеряться в городе. А датчики GPS, встроенные в ходунки и коляски, позволяют отслеживать, где находятся такие пациенты и не покинули ли они территорию учреждения. Сенсоры на ограде в случае пересечения периметра активируют систему оповещения, а информационная панель покажет местонахождение пациента.

Откуда деньги?

Платформа ThingWorx была предоставлена проекту университета в рамках Академической программы по развитию Интернета вещей, организованной компанией PTC. Global Academic Program компании PTC была запущена еще в 1999 году и на данный момент уже охватывает более 45 тысяч учителей, 25 тысяч учащихся средних учебных заведений, 2,5 тысяч университетов и более 10 миллионов студентов.

Участникам программы предоставляются бесплатные лицензии на решения компании PTC – и в том числе на платформу ThingWorx. Кроме того, студенты и преподаватели бесплатно получают доступ к обучающим материалам и онлайн-сообществу, в котором разработчики делятся друг с другом знаниями и наработками.

Если говорить об окупаемости, то оборудование может быть интересно как больницам и домам престарелых, так и страховым компаниям.

• Во-первых, при использовании «умных» ходунков нет необходимости в постоянном присутствии сиделки в палате или дома у больного, что существенно сокращает издержки.
• Во-вторых, следить за тем, чтобы пациент соблюдал предписания, становится легче.

В результате минимизируется риск осложнений или дополнительных травм, полученных во время реабилитации – а за устранение последствий придется платить именно страховым компаниям.

Пока о финансовой выгоде проекта все-таки говорить рано: только в конце 2015 года начались тесты на добровольцах. Однако на данный момент проект перерос формат университетской практической работы, поэтому для выхода на промышленные масштабы производства оборудования создатели проекта ищут источники дополнительного финансирования. Так что то, что начиналось как студенческий проект, вполне может превратиться в серьезный бизнес по выпуску медицинского оборудования и приносить прибыль своим основателям.

Русский колорит

В России проекты в области Интернета медицинских вещей являются больше исключением, чем устоявшейся практикой – их единицы, и все они небольшие. Для того, чтобы Интернет медицинских вещей в России «выстрелил», необходима, прежде всего, инициатива регулятора.

Как показывает опыт, в нашей стране наиболее весомым драйвером роста Интернета вещей является запуск обязательных к исполнению государственных программ: именно такие программы стали отправной точкой для активного развития IoT в транспортной отрасли (система «Платон») и ритейле (подключение кассовых аппаратов к ЕГАИС). Если подобная программа будет запущена в отношении медицинских учреждений, это даст существенный толчок развитию Интернета медицинских вещей.

Однако рынок может и должен развиваться и естественным путем – предпосылки для этого в нашей стране есть. В частности, за рубежом Интернет медицинских вещей тесно связан с проникновением смартфонов и носимой электроники – именно на них зачастую устанавливаются приложения для мониторинга или управления медицинскими датчиками.

В России оба эти сегмента также хорошо развиты. Только в 2015 году в стране было продано порядка 26,2 миллионов смартфонов и 62 тысяч smart-браслетов, причем спрос на браслеты растёт очень быстро – за год продажи выросли на 51%.

Проникновение Интернета в России также уже находится на достаточном уровне: по данным ФОМ на зиму текущего года, этот показатель составляет более 70% в населенных пунктах с населением 100 тыс. и более, а в селах – 56%.

Фото на обложке: Pixabay

Материалы по теме:

Почему ваш медицинский стартап не взлетит?

Что произошло, что происходит сейчас и что будет дальше в мире технологий

Будущее наступило. И правят тут – данные

Как выглядят «мейкеры» в России?

Директор по IoT – главное назначение года?

Сингапур выводит на новый уровень понятие «умный город»