Недавно завершился второй конкурс стартапов в здравоохранении Medical Startup. Победителем единогласно был выбран проект «Методика адаптивной терапии дыхательной недостаточности и ее аппаратно-программная реализация в виде изделия медтехники для оптимизации расхода кислорода».
Это совместная разработка заведующей отделом пульмонологии и хирургических методов лечения болезней органов дыхания РНПЦ пульмонологии и фтизиатрии, кандидата мед. наук Елены Давидовской и доцента кафедры защиты информации БГУИР, кандидата техн. наук Олега Зельманского.
Как это работает?
Медицинские стартапы создаются на стыке разных направлений и наук. Поэтому очень важно, чтобы нашлись единомышленники, готовые развивать идеи и привносить знания из своих профессиональных областей.
Олег Зельманский:
С Еленой Игнатьевной мы познакомились на международной выставке «Здравоохранение-2014» возле стенда с оборудованием для приготовления кислородных коктейлей. Эти полезные напитки стали очень популярными благодаря появлению компактных мобильных кислородных концентраторов.
Устройства позволяют вырабатывать кислород высокой (до 96 %) концентрации непосредственно из воздуха. При этом их не нужно заправлять, приобретать кислородные баллоны, достаточно лишь подключить к сети электропитания 220 В.
Олега Зельманского как инженера заинтересовал принцип работы кислородных концентраторов, а Елену Давидовскую — возможность их применения с целью терапии дыхательной недостаточности.
Елена Давидовская:
Кислородотерапия как вариант респираторной поддержки в медицинской практике используется давно. Но появление портативных, простых и безопасных концентраторов кислорода позволило существенно улучшить качество жизни пациентов с хронической дыхательной недостаточностью.
Так врач и инженер начали совместную работу по изучению и освоению данного оборудования, его внедрению в медицинскую практику.
Олег Зельманский:
Применение портативных кислородных концентраторов стало оптимальным решением для пациентов, нуждающихся в респираторной поддержке, как в стационаре, так и в домашних условиях. В дальнейшем «парк» для респираторной поддержки пополнился портативными пульсоксиметрами, мобильными барокамерами, а также аппаратами для СРАР/BiPAP-терапии.
За годы сотрудничества ученые подготовили ряд научных работ и получили несколько патентов по теме кислородной и респираторной поддержки. Выступали с докладами на конференциях. Проводили обучающие семинары для врачей терапевтического и пульмонологического профиля. Олег Зельманский — по особенностям технического обеспечения и настройки респираторного и диагностического оборудования, Елена Давидовская — по методам лечения и методикам назначения и применения данного оборудования.
Елена Давидовская:
Наша работа по внедрению кислородных концентраторов, пульсоксиметров, СРАР/BiPAP-аппаратов в медицинскую практику сыграла большую роль в подготовке врачей к встрече с COVID-19. На регулярных конференциях и семинарах мы подробно рассказывали коллегам о новых зарегистрированных в Министерстве здравоохранения кислородных концентраторах, пульсоксиметрах, СРАР/BiPAP-аппаратах, тонкостях их настройки и обслуживания, показаниях к применению, сравнивали их эффективность, проводили мастер-классы, практические школы и тренинги.
От теории к практике
Надо сказать, что над разработкой оригинальной методики адаптивной кислородной терапии и реализующего ее устройства исследователи задумались еще до пандемии коронавируса.
Елена Давидовская:
Дело в том, что при проведении кислородной терапии на дому пациент не может самостоятельно определить, какой поток кислорода следует установить. Более того, в процессе терапии необходимо корректировать скорость подачи кислорода на основании изменений состояния пациента.
В условиях стационара подобрать начальную скорость потока проще, поскольку рядом находится врач, но не всегда есть возможность ее оперативно корректировать. Это не только негативно сказывается на результатах терапии, но и может быть причиной перерасхода кислорода.
Необходимость экономить кислород стала особенно актуальна в условиях пандемии. Впрочем, и сегодня, по данным РНПЦ медицинских технологий, информатизации, управления и экономики здравоохранения, решение этой задачи остается экономически целесообразным.
После того как COVID-19 пошел на спад, встал вопрос о том, чтобы отлучить пациентов от концентратора кислорода и оптимизировать реабилитационные мероприятия после средне-тяжелых и тяжелых форм коронавирусной инфекции.
Елена Давидовская:
При этом нельзя забывать и о хронических неинфекционных заболеваниях органов дыхания, которые на определенных стадиях требуют проведения кислородотерапии. Например, хроническая обструктивная болезнь легких, которая занимает 4-е место в мире в списке причин смертности, интерстициальные заболевания легких и другие.
Ученые задались целью разработать методику оперативной коррекции скорости подачи кислорода пациенту в ходе терапии дыхательной недостаточности на основании изменения его состояния. При этом оптимизировать расход запасов кислорода и повысить эффективность терапии. Все это должно быть реализовано в виде изделия медтехники для автоматизации данного процесса.
От новаторской идеи — к стартапу
Елена Давидовская:
В основу проекта мы положили собственную оригинальную методику по изменению скорости подачи кислорода пациенту на основе мониторинга значений pH крови, температуры тела, частоты дыхания, сатурации и пульса. В ходе работы мы увидели возможность адаптировать данную методику под задачи отлучения пациентов от респираторной поддержки, а также их реабилитации, что значительно расширяет возможные сферы применения.
Ученым советовали выпускать разработанное ими устройство в Китае. Но они договорились о совместном производстве с отечественными компаниями.
Олег Зельманский:
Уже утверждено техническое задание, готовимся к запуску производства опытных образцов. В качестве источника кислорода выбрали концентратор от компании «Оксимед» (хотя наше устройство может работать с любым источником, включая кислородные баллоны и централизованную систему подачи кислорода учреждений здравоохранения).
Измерение таких параметров пациента, как сатурация артериальной крови и пульс, осуществляется посредством пульсоксиметрической системы от компании «Белинтелмед». Нам еще предстоит работа по ее модернизации с целью измерения температуры тела и частоты дыхания.
Подавая заявку на конкурс Medical Startup, ученые хотели получить обратную связь относительно своей разработки и рекомендации как можно большего количества компетентных специалистов.
Елена Давидовская:
Мы планировали познакомить коллег с нашей идеей, услышать критику и замечания, чтобы учесть их в ходе реализации проекта. В итоге получили много дельных советов и высокую оценку нашей работы.
Впереди — клинические испытания и регистрация
Олег Зельманский:
Сейчас нас ожидают клинические испытания и регистрация. Для нас это финансово затратный этап проекта. И это также послужило стимулом принять участие в конкурсе, чтобы заинтересовать потенциальных инвесторов.
Кроме того, ученые ознакомили со своей разработкой коллег и поставщиков медицинской техники в Москве. Там проявили интерес и предложили провести совместные клинические испытания в учреждениях здравоохранения России.
Олег Зельманский:
Мы уже даже получили несколько заявок на поставку нашего устройства, когда оно будет готово и зарегистрировано в Министерстве здравоохранения России. Чувствуя потенциал разработки, хотим представить ее на выставках «Здравоохранение Беларуси — 2023» и «Медицина и здоровье — 2023» в Минске, а также на «Российской неделе здравоохранения — 2023» в Москве.
Сейчас ученые начали оформление патента на полезную модель. Когда окончательно определятся с внешним видом устройства, подготовят патент на промышленный образец.
Елена Давидовская:
Для начала было бы здорово внедрить нашу разработку в медицинскую практику в Беларуси. Это позволит, во-первых, решить поставленные задачи, а во-вторых, получить обратную связь и в случае необходимости доработать или усовершенствовать наше устройство.
Предлагаемое устройство может применяться в стационарах и на дому для автоматического подбора параметров кислородной терапии и отлучения пациентов от аппаратов респираторной поддержки, а также в санаторно-курортных учреждениях для реабилитации.
Елена Давидовская:
В конце прошлого года мы познакомились с коллегами из СКБ экспериментального оборудования при Институте медико-биологических проблем Российской академии наук. Они занимаются производством ингаляторов для дыхания подогретыми кислородно-гелиевыми смесями.
И мы поняли, что применение кислорода в смеси с гелием именно в подогретом состоянии имеет большой потенциал во многих областях медицины. Это требует дополнительных исследований, поэтому, очевидно, что наша совместная с Олегом Борисовичем научная деятельность продолжится.
Елена Давидовская:
Ознакомившись с оборудованием для приготовления кислородных коктейлей, мы предположили, что его можно использовать и для респираторной поддержки. Это оказалось своевременным решением, поскольку выпуск белорусских концентраторов кислорода прекращен с 2012 года, а потребность в них была.
К началу работы над проектом у Олега Зельманского был уже значительный опыт исследований в области медицины. Так, он участвовал в проекте по интеграции устройства определения содержания алкоголя в крови в систему контроля и управления доступом персонала. Увлекшись методами кислородной терапии, стал изучать влияние кислорода на состояние алкогольного опьянения человека.
Проводил совместные исследования со специалистами РНПЦ психического здоровья по разработке и внедрению метода лечения синдрома отмены алкоголя с использованием гипербарической оксигенации. На базе БГМУ исследовал влияние гипероксии и гиперкапнии на микроциркуляторное русло и функциональные показатели зрительной системы. По итогам 2019 года Олег Зельманский стал победителем конкурса «Лучший молодой ученый БГУИР».
Фото из архива О. Зельманского и Е. Давидовской.