Košickí IT-čkári vyvíjajú softvéry, ktoré zachraňujú životy po celom svete

Vedeli ste, že v Košiciach sa pracuje na projektoch s globálnym dosahom? Reč je o tíme špecialistov zo Siemens Healthineers Slovensko, ktorí v metropole východu, Žiline a Bratislave vyvíjajú softvéry pre medicínske zariadenia používané na celom svete. Vďaka nim sa tak zvyšuje kvalita zdravotnej starostlivosti, urýchľuje sa diagnostika a v neposlednom rade zachraňujú ľudské životy. Spoznajte spolu s nami odborníkov zo Siemens Healthineers.

Ľudstvo sa každým dňom vyvíja, modernizuje a prekračuje nové hranice poznania. Za posledných 20 rokov sa technológie vyvinuli a vyvíjajú veľmi veľkou rýchlosťou. Mobilné telefóny meníme po roku, keďže sú technologicky stále modernejšie a my to chceme vlastniť. Pritom tým „starým“ nič nechýba, je to len ľudská vlastnosť – chcieť viac. To, čo je však nenahraditeľné, je naše zdravie. Takto globálne sme si to uvedomili v covidovom období. Zistili sme, že práca lekárov je nezameniteľná a nová počítačová hra nás nevylieči. Technika s informatikou je však oveľa širšia oblasť, ktorá sa netýka iba mobilných telefónov, počítačov či hier. Je to možnosť pomocou technológií, programovania a matematických výpočtov vyvíjať iné vedy.

Slováci často hovoria, že by chceli mať zdravotníctvo na rovnakej úrovni ako v Nemecku či Švajčiarku. Málokto však vie, že za jeho kvalitou v týchto krajinách stoja práve aj špičkoví programátori zo Siemens Healthineers Slovensko. Spájajú medicínu s technológiou. Jednotlivé tímy prispievajú k rozvoju modernej medicíny a svojimi softwarovými službami pomáhajú zefektívniť prácu lekárov. Dalo by sa povedať, že sú tzv. technologickými lekármi. Softvéry pre tieto prístroje, ktoré zvyšujú efektívnosť liečby po celom svete, pochádzajú aj z dielne košického tímu špecialistov, ktorý tu pôsobí už od roku 1995.

Viac sa o jednotlivých tímoch a ich práci dozviete v nasledujúcom videu a v rozhovoroch s pracovníkmi Siemens Healthineers Košice.

Lukáš Borovský, software engineer z tímu RTG: Chceme prinášať precíznu medicínsku techniku a maximálny komfort pre pacienta

Programátori zo Siemens Healthineers Slovensko nainštalovali v Košiciach röntgen svetovej úrovne. Čo všetko dokáže tento model nasnímať?

 „Prístroj Siemens Healthineers YSIO X.pree má tri detektory, ktorými dokážeme snímať celé telo. Jeho súčasťou je stôl, stojanová časť na snímanie pacienta v stoji a tretí, tzv. Free detektor, ktorý sa vysúva zo stola, môžeme ho umiestniť prakticky na akékoľvek miesto a nasnímať napríklad detail ruky. Okrem snímania len jednej časti tela dokáže prístroj vykonávať aj orto snímanie, teda viac snímok za sebou, vďaka čomu vieme kompletne zröntgenovať takmer celé telo naraz. Náš tím programátorov pracoval na vývoji tohto špičkového prístroja 5 rokov. Aj on je dôkazom napĺňania našej vízie – prinášať precíznu medicínsku techniku a pacientovi poskytnúť maximálny komfort.“

Pri RTG snímaní bývajú pacienti vystavení žiareniu. Ako jeho dávku ovplyvňuje umelá inteligencia, ktorú vo vašich prístrojoch využívate?

„Každý pacient si vyžaduje iné nastavenie parametrov prístroja.  To závisí najmä od charakteru jeho postavy. Výhodou nášho systému je to, že využíva práve prvky umelej inteligencie. Má 3D kameru, ktorou nasníma pacienta a dokáže tak odhadnúť, aké množstvo žiarenia bude potrebné na dostatočné a kvalitné snímanie pacienta pre určenie precíznej diagnózy. Žiaľ, pri niektorých starších modeloch RTG prístrojov, ak lekár podkalibruje systém, snímka nie je dostatočne ostrá, aby bolo možné určiť diagnózu.  V dôsledku toho sa röntgen musí zopakovať a pacient je tak  vystavený žiareniu dvakrát. V prípade nášho systému si všetko nastaví umelá inteligencia. Vďaka tomu predchádzame duplicite ožiarenia pacienta. Náš softvér prispieva k znižovaniu dávky žiarenia priamo v praxi. Navyše moderné detektory snímajú žiarenie s vyšším rozlíšením. Taktiež pracujeme s pokročilým postprocessingom, čo znamená, že po vykonaní snímku prebieha priamo v systéme fáza dodatočných úprav pre lepšiu kvalitu zobrazenia. Úpravy si v prípade potreby môže vykonať aj samotný lekár.“  

Aby ste vedeli správne naprogramovať ovládací systém, je nutné mať medicínske poznatky z danej oblasti?

„Záleží na tom, ktorú časť systému človek programuje. Niektoré sa totiž orientujú na bezpečnosť užívateľov, na veci, ktoré nemajú priamo súvis s medicínskou doménou. Samozrejme, keď robíme snímkovanie, musíme ovládať aspoň základy, ktoré časti tela snímkujeme, aby sme sa v tom vedeli orientovať. Absolvujeme aj školenia priamo od lekárov, aby nám vysvetlili veci ohľadom snímkovania priamo v praxi.“

Pracujete s niektorými lekármi aj na pravidelnej báze?

„Tu v Košiciach mávame pravidelné stretnutia priamo s pánom doktorom Hakom, ktorý je špecialistom v oblasti rádiológie a veľmi dobre sa orientuje v problematike RTG prístrojov. Od neho dostávame spätný feedback, čo by bolo dobré implementovať, či na aké nové pre lekárov prospešné funkcionality by sme sa mali zamerať. Taktiež zbierame informácie v podstate z celého sveta, z viac ako 30 nemocníc, kde sú už tieto prístroje nainštalované. Vďaka tomu vieme naše systémy vylepšovať, doplniť alebo opraviť. Každá krajina má navyše inú legislatívu s rôznymi úrovňami ochrany medicínskych dát pacientov, čo je tak isto súčasťou spätnej väzby, ktorú z rôznych kútov sveta dostávame.“

Snažíte sa o to, aby boli užívateľské programy user-friendly?

„Všetky systémy sa snažíme vyvíjať tak, aby boli pre lekárov či iných špecialistov čo najjednoduchšie na ovládanie. V prípade röntgenu sme už pri prvých náčrtoch vedeli, že ovládanie by malo byť prostredníctvom dotykových obrazoviek. Väčšia ovládacia obrazovka je umiestnená v miestnosti mimo prístroja.  Druhá, menšia obrazovka, je priamo na RTG prístroji. Lekár môže spraviť potrebné nastavenia aj priamo v miestnosti, kde je inštalovaný prístroj a nemusí sa presúvať k ovládaciemu počítaču.“

Využívajú tento typ RTG zariadenia v niektorej zo slovenských nemocníc?

„Tento konkrétny model je nainštalovaný vo viac ako 30 nemocniciach po celom svete. Na Slovensku sa ešte nevyužíva, pretože je v procese inovácií.”

Richard Baránok a Igor Marga, software developeri z tímu počítačovej tomografie: Vyvíjame unikátny systém CT, ktorý príde priamo k pacientovi

Siemens Healthineers je svetovým lídrom v oblasti CT systémov. Košický tím sa pred rokom zapojil do vývoja výnimočného SOMATOM On.Site CT. Môžete nám priblížiť, v čom je unikátny a ako funguje?

Richard Baránok (R.B.): „Systém SOMATOM On.Site CT je unikátny v tom, že na rozdiel od klasických CT prístrojov umožňuje vyšetrenie ťažko zranených alebo postihnutých pacientov bez nutnosti ich premiestňovania k samotnému prístroju na špeciálne rádiologické oddelenie. Od bežného CT sa teda odlišuje najmä tým, že je mobilné, čím sa značne mení prístup k vyšetrovaniu pacientov. Na pohľad je teda najviditeľnejší rozdiel ten, že mobilné CT nemá stôl a vyšetrenie pacienta prebieha priamo na nemocničnom lôžku. Funguje však na úplne rovnakom fyzikálnom princípe ako bežné CT-čká. V tele prístroja sa nachádza dvojica zdroj RTG žiarenia a elektronický detektor, ktoré sa otáčajú okolo pacienta. Tak isto má klávesnicu a dotykový monitor, ktorý slúži na obsluhu počas celého vyšetrenia. Unikátnym je však podvozok. Má kolesá poháňané elektromotorom, ktorý napájajú batérie.“

Tak ako aj pri RTG zariadeniach, tak aj pri CT vyšetrení vzniká žiarenie. Ako je vyriešená ochrana proti tomuto žiareniu?

R. B: „Ochrana proti RTG žiareniu je vyriešená priamo vo vyhotovení prístroja. Plasty, ktorými je CT pokryté, v sebe obsahujú vrstvu olova slúžiacu na ochranu pacienta. Okrem toho môžeme pacienta pri snímaní prikryť špeciálnou olovenou zásterou. Prispôsobené je aj samotné laboratórium. Jeho steny sú pokryté barytovou omietkou, dvere sú vystužené olovom a okolo CT sú rozmiestnené olovené zásteny. Správne fungovanie prístroja zaručuje aj ochranu pacienta.  Pomocou phantomu, čo je plastová nádoba naplnená vodou, je umožnená kontrola fungovania prístroja v servisnom režime. Servisný softvér zabezpečí, aby CT po celú dobu svojej životnosti fungovalo kvalitne a spoľahlivo. Vzhľadom na to, že CT pozostáva s elektronických a mechanických častí, ktoré podliehajú opotrebeniu, dokáže náš softvér tento stav odhaliť a navrhnúť kompenzáciu. Ďalším faktorom je, že CT sa používa na skenovanie ľudí a musí spĺňať prísne medzinárodné normy. Tie predpisujú aj pravidelnú kontrolu snímok a na zistenie ich kvality sa používa práve phantom. Jeho skenovaním vznikne obrázok, ktorý nesmie obsahovať žiadne nežiadúce artefakty, musí byť homogénny, softvér v ňom vie zistiť priemerné hodnoty a skontroluje, či tieto priemerné hodnoty sú v súlade s limitmi.“

Do akej miery je potrebné mať pri programovaní týchto systémov poznatky aj priamo z oblasti medicíny?

R. B.: „Pri našej práci je to naozaj dôležité. Dajú sa získať samoštúdiom alebo spoluprácou s odborníkmi. My máme dobré kontakty s nemocnicami v Košiciach a najmä s Východoslovenským ústavom srdcových a cievnych chorôb. Práve odborníci z týchto inštitúcii k nám chodia prednášať. Mali sme prednášku napr. o základoch z anatómie, ďalej pokročilejšiu prednášku o tom, ako fungujú napríklad kontrastné látky v tele a pod.“

Aký je rozdiel medzi RTG zariadením a CT?  

Igor Marga, (I. M.): „Obe fungujú na princípe RTG žiarenia, čiže lúčov X. RTG žiarenie prechádza ľudským telom a podľa toho, akým tkanivom prechádza, sa časť z neho utlmí alebo zachytí. To, čo prejde cez ľudské telo sa dá zachytiť na detektore a vieme to potom preniesť na obraz. Hlavným rozdielom medzi týmito prístrojmi  je to, že röntgen žiari jedným smerom, čo je vhodné napríklad na detekciu kostí či zlomenín. V prípade CT sa pacient nachádza v akomsi „bubne“ a RTG obieha kruhovitým pohybom okolo jeho tela.  CT dokáže namerať útlm žiarenia aj na mäkkých tkanivách, takže vie detegovať dokonca aj svaly, orgány či iné tkanivá.

Čo robíte pre to, aby bola práca s týmito prístrojmi pre lekárov čo najjednoduchšia?

I. M.: „Naším cieľom je, aby softvéry, ktoré vyvíjame boli pre lekárov a špecialistov čo najviac user- friendly. Vychádzame pritom aj zo štúdií zameraných na užívateľské zážitky UX (User experience), ktoré sa dotýkajú nie len CT, ale aj moderných aplikácií či webstránok. Našou snahou je, aby bolo všetko pre užívateľa čo najjednoduchšie. Pomáha nám aj spätná väzba od samotných medicínskych špecialistov, ale takisto máme aj expertov, ktorí sa touto oblasťou zaoberajú.“   

Richard Kačur, Andrea Kmecová, software developeri z tímu ultrazvukového zariadenia: Kedysi boli na vyšetrenia potrebné aj 3 rôzne prístroje, dnes nám môže stačiť jeden –  ACUSON Sequoia

Práca špecialistov v Siemens Healthineers Slovensko posúva hranice zobrazovacej techniky na novú úroveň. V čom vidíte najväčší prínos?

„Našou snahou je zobraziť aj veľmi malé štruktúry v tele dostatočne detailne, čo pomáha omnoho rýchlejšej a precíznejšej diagnostike pacientov. Najmodernejšie USG prístroje majú viac funkcionalít, čím dokážu pokryť širší záber vyšetrení. Kedysi na vyšetrenie brucha či srdca boli potrebné 2-3 prístroje, dnes vďaka neustálemu vývoju stačí lekárom jeden prístroj.“

Spomínate brucho či srdce. Na čo sa ešte tieto ultrazvuky využívajú?

„Záleží od sond, ktoré má lekár k dispozícii. Operácia srdca sa dá urobiť napríklad cez katéter. V prípade, že má pacient problémy s chlopňou, ktoré si vyžadujú zákrok, využívajú lekári ultrazvuk napríklad pri voperovaní aparátu. Využívať taktiež môžu sondy, ktoré sa používajú napríklad na abdomén čiže brucho. Ultrazvuky sa využívajú aj pri gynekologických vyšetreniach či mamografii.“

Je ultrazvukový prístroj bezpečný? Aké sú potenciálne nežiadúce účinky pri je ho používaní?

„Ide o neinvazívnu diagnostiku, čo znamená, že sa pri vyšetrení nijako nezasahuje do tela pacienta. Pri vyšetrení ultrazvukovým prístrojom lekár nanesie gél priamo na miesto vyšetrenia. Následne priloží ultrazvukovú sondu, ktorá vysiela vysokofrekvenčný pulz. Ten sa líši v závislosti od vyšetrovanej oblasti a podľa odrazov ultrazvukových vĺn vykreslí obraz na monitore. Ide teda o bezpečné vyšetrenie.“

Využíva sa moderné ultrazvukové zariadenie ACUSON Sequoia, ktoré sa vyvíjalo v Košiciach aj v niektorej z košických nemocníc?

„Áno, nachádza sa v Železničnej nemocnici Košice. Pri jeho vývoji sme veľmi úzko spolupracovali s popredným odborníkom, MUDr. Gabrielom Valočíkom, PhD.

Ako sa dostali k práci v Siemens Healthineers?

Opýtali sme sa Igora Margu a Evy Mročovej, aká bola ich cesta k pracovnej pozícii v Siemens Healthineers, spoločnosti, ktorá je svetovým lídrom v oblasti inovácií a medicínskej techniky. Eva pracuje v Siemens Healthineers ako testerka v tíme RTG a Igor na pozícii software developera v CT tíme. Obaja tu začali naberať pracovné skúsenosti už počas štúdia na vysokej škole.

Igor Marga

„Študoval som na TUKE umelú inteligenciu a kybernetiku na Fakulte informatiky. Do firmy som sa dostal vďaka Dňu otvorených dverí. Je to podujatie, ktoré organizuje každý rok Siemens Healthineers Slovensko pre študentov. Prišiel som sa pozrieť, predstavili mi projekty, na ktorých pracujú a podal som si žiadosť. Ako študenta tretieho ročníka ma vzali na študentskú pozíciu. Tesne pred promóciou som vo firme pracoval na polovičný úväzok a deň po promócii už na plný úväzok. Simultánne popri štúdiu som tu naberal prvé skúsenosti, ktoré mi pri práci veľmi pomáhali.“

Eva Mročová

„Do Siemens Healthineers som sa dostala ako druháčka na vysokej škole. Momentálne idem do piateho ročníka. O práci v tejto spoločnosti som sa dozvedela od kamaráta, ktorý tu už pôsobil a spýtal sa ma, či by som to nechcela tiež vyskúšať. Spočiatku som mala obavy, pretože som študovala ešte len druhý ročník na informatike a nemala som veľa skúseností. Keď som nastúpila, tak ma kolegovia nielen zaučili, ale aj podporili. Potom som dostala ponuku urobiť si tu bakalársku prácu. Vďaka tomu som sa zlepšila v programovaní. Teraz ako štvrtáčka som dostala ponuku na prácu testera na čiastočný úväzok a veľmi ma to potešilo.“

Zdroj: (Daša Popovičová, Siemens Healthineers)