Vědkyně Radana Vilímková Kahánková posouvá hranice diagnostiky prostřednictvím moderních metod lékařské kybernetiky, mimo jiné i pomocí algoritmů inspirovaných zvířecí říší. Inovace slibují větší komfort při porodu, možnost domácího monitorování v těhotenství a včasné zachycení onemocnění srdce a jiných komplikací.
Vědkyně Radana Vilímková Kahánková z Fakulty elektrotechniky a informatiky Vysoké školy báňské - Technické univerzity v Ostravě je velkou nadějí české vědy. Za své publikace získala ocenění Nejlepší mladá publikující vědkyně roku 2022. Výsledky svého bádání představila například v žurnálu Scientific Reports, který spadá pod nejprestižnější a nejcitovanější vědecký časopis Nature.
Aktuálně se zaměřuje
na vylepšování senzorických technologií, inovativní metody
monitorování plodu v těhotenství a zlepšení diagnostiky
novorozenců. Revoluční objevy mohou změnit praxi nejen v
gynekologii a porodnictví.
Při své práci využívá i algoritmy inspirované chováním zvířat – například vlků, velryb, včel nebo můr. Vlci loví vždy ve smečce a mají přesně rozdělené role (alfa vlk, beta vlk atd.). Velryby při lovu plavou ve spirále vzhůru k hladině a přitom z tlamy vypouštějí vzduchové bubliny – ty ohraničí rybí hejno, které pak velryba celé spolkne. Můry se specificky pohybují kolem umělého světla. Inteligentní chování vykazuje i včelí roj při hledání potravy.
„Na těchto principech stavíme i některé naše algoritmy a přístup k hledání řešení. Díky nim jsme schopni ze signálů měřených z břišní stěny těhotné ženy, které obsahují mnoho různých informací, extrahovat jenom některé, ty důležité, které patří přímo plodu,“ osvětluje kontext Radana Vilímková Kahánková.
O krok blíž k ideálnímu porodu
Současné metody měření srdečních ozev dítěte při porodu jsou pro těhotné ženy nepohodlné a limitující. Břicho rodičky je „svázáno“ dvěma pásy, je nutné při tom ležet na zádech a v klidu. Na „monitor“ se pravidelně chodí už v posledních týdnech těhotenství. Ženy jsou tak na nutnost znehybnění zvyklé. Určitě by ale uvítaly možnost se volně pohybovat. Poloha vleže na zádech snižuje efektivitu kontrakcí, neustálé přerušování brzdí „plynulý tok“ rozběhnutého porodu. I tady se možná blýská na lepší časy. Ve Spojených státech už místy využívají měření EKG plodu prostřednictvím senzorů nalepovaných na tělo.
Tým profesora Radka Martinka z VŠB, jehož členkou je i Radana Vilímková Kahánková, vyvíjí další vylepšení, které by umožňovalo monitorovat plod už během druhého trimestru a bez použití nalepovacích elektrod. Kromě kvalitnějšího signálu i při pohybu by bylo možné získat informace, které je nyní možné zajistit jen invazivním způsobem – skalpovou elektrodou z hlavičky nebo hýždí nenarozeného dítěte.
„Pracujeme i na aplikaci metod umělé inteligence pro klasifikaci těchto informací pro přesnější určení aktuálního zdravotního stavu miminka. Usnadní to rozhodování lékaře nebo spíše poskytne druhý názor,“ doplňuje vědkyně.
Domácí monitorování: Komfortnější a bezpečnější těhotenství
Nejnovější výzkum se nezaměřuje jen na usnadnění porodu, ale i lepší zachycení případných problémů v těhotenství. V ideálním případě by nový domácí monitorovací systém umožnil monitorování EKG nenarozeného dítěte už od 20. týdne těhotenství, tedy hned po prvním screeningu na prenatální kardiologii. „To by bylo výhodné zejména pro rizikové případy nebo pro podezření na srdeční arytmie, kde je nutnější dlouhodobější sledování, které se současnými technikami není možné,“ vysvětluje Radana Vilímková Kahánková.
Kromě informací o srdeční činnosti matky i plodu by bylo možné sledovat i děložní kontrakce. Zařízení by se dalo ovládat přes aplikaci, která by zasílala data na cloud ke zpracování a analýze. Výsledek by pak budoucí maminka viděla jednoduše přímo ve svém mobilním telefonu.
Vědecký tým se zabývá nejen prenatálním monitorováním. Pracuje i na zlepšení diagnostiky novorozenců, kteří byli ovlivněni nedostatkem kyslíku v děloze nebo během porodu a následně skončili na jednotkách intenzivní péče. „V našem novém projektu se snažíme zlepšit diagnostiku poškození mozku vlivem hypoxie, která nastala z různých, někdy ne úplně jasných důvodů. Hlavní roli v diagnostice závažnosti poškození hraje magnetická rezonance. Budeme se snažit o co nejpřesnější vyšetření s přihlédnutím k pohybu malých pacientů,“ přibližuje Radana Vilímková Kahánková.
Senzorické lehátko: Magnetická rezonance rychleji a příjemněji
Magnetické rezonance se týká i další z aktuálních výzkumů týmu Ostravské technické univerzity – vyvíjí novou metodu monitorace srdeční akce v ní pomocí tzv. Senzorického lehátka. Magnetickou rezonanci vnímá spousta lidí jako stresující. Senzorické lehátko vás sice od „klasického tunelu“ neosvobodí, ale přece jen pobyt v něm může učinit komfortnějším. „Bohužel bez toho ‚tunelu‘, tedy skeneru magnetické rezonance, by to nešlo. A říkám bohužel, jelikož sama ten malý prostor špatně snáším. Lehátko by bylo jeho součástí, pacient by na něm ležel. Nahrazovalo by současné metody, kdy se na jeho tělo připevňují např. EKG elektrody nebo hrudní pás,“ popisuje vědkyně.
Nová metoda je imunní vůči negativním vlivům způsobených magnetickými poli, které výrazně ovlivňují standardní EKG metodu. Není nutná ani zdlouhavá příprava pacienta spojená s umisťováním senzoru, lepením elektrod nebo v některých případech holením hrudníku. „Dle výsledků naší studie se při použití naší metody výrazně zkrátí vyšetřovací čas, zvýší se spokojenost pacienta a zachová kvalita výsledného snímku. Vyšetřovací čas magnetické rezonance je nyní cenná komodita, jelikož doba čekání na vyšetření je často v řádu měsíců,“ vypočítává výhody Radana Vilímková Kahánková.
Uvedení do praxe: Dlouhý a drahý proces s nejistým výsledkem
Všechny výše uvedené inovace mají potenciál zkvalitnit a zpříjemnit nejen průběh těhotenství a porodu. Do praxe ale nemohou být uvedeny mávnutím kouzelného proutku. „Důležité je metodu otestovat na dostatečném množství subjektů v rámci výzkumu, se schválením příslušné etické komise. Následně začíná proces certifikace daného zdravotnického prostředku, kde musíte prokázat nejen jeho přesnost, ale také bezpečnost, kompatibilitu s ostatními elektrickými zařízeními a podobně. Tento proces je nejen dlouhý, ale často také drahý a s nejistým výsledkem,“ upozorňuje vědkyně.
Kromě kvalitního návrhu, otestování, zanalyzování a vědeckého opublikování musí vědecký tým dokázat, že splňuje všechna výše uvedená kritéria. „Pak už je to spíše na subjektech/firmách, kteří mají o danou metodu zájem a chtějí celý tento proces absolvovat a zafinancovat,“ dodává Radana Vilímková Kahánková.
