Služební cesta - Mužík - 1 - České vysoké učení technické v Praze

Transkript

České vysoké učení technické v Praze
Fakulta biomedicínského inženýrství
Mezinárodní spolupráce na Fakultě biomedicínského inženýrství ČVUT
DOSAŽENÉ VÝSTUPY ZE ZAHRANIČNÍ STÁŽE
Účastník cesty: Ing. Jan Mužík, Ph.D.
Termín cesty (od-do)
4.7. – 25.11.2012 a 26.2.-4.4.2013
Země:
Norsko
Navštívené instituce:
University Hospital of North Norway
Norwegian Centre for Integrated Care and Telemedicine (NST)
P.O. Box 35
N-9038 Tromsø
NORWAY
Hlavní kontaktované osoby:
Hartvigsen Gunnar
Terje Solvoll
Zpráva ze stáže na NST v Tromsø
Abstrakt
V roce 2012 a 2013 jsem se zúčastnil půlroční stáže na National Center for Integrated Care and
Telemedicine (NST) v severonorském městě Tromsø. Stáž byla rozdělena do dvou bloků, jeden od
června 2012 trval 4.5 měsíce, druhý od února 2013 trval 1.5 měsíce. Cílem stáže bylo navázání
hlubší spolupráce v oblasti výuky a výzkumu telemedicíny.
V průběhu stáže jsem působil především v rámci skupiny věnující se vývoji inteligentního
komunikačního systému pro nemocnice CallMeSmart, kde jsem se věnoval návrhu architektury
nové verze softwarové aplikace a vývoji lokalizační služby využívající Bluetooth. Dále jsem navázal
spolupráci se skupinou věnující se výzkumu v oblasti podpory pacientů trpících diabetem.
Výsledkem spolupráce bylo vytvoření aplikace pro operační systém Android, která vyčítá data
z glukometrů a cílem jejich importu do aplikace Diabetes Dagbok. Zapojil jsem se rovněž do výuky
studentů magisterského programu Telemedicine and E-health.
Výstupem stáže bylo dále navázání kontaktů a vytvoření konsorcia koordinovaného FBMI ČVUT,
které podá žádost o financování v nejbližší grantové výzvě Norských fondů.
Navázání spolupráce v oblasti výuky vyústilo v podepsání bilaterálních smluv v programu Erasmus
mezi NST a FBMI.
Projekt:
Číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/20.0093
Tento projekt je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.
NST
NST je největším světovým centrem pro výzkum a vývoj v oblasti telemedicíny a e-zdraví. NST má
asi 200 zaměstnanců a nachází se v Tromsø v severním Norsku. NST organizačně spadá pod
University Hospital of Tromso.
Tromso Telemed Laboratory
TTL je rozsáhlý výzkumný projekt, z významné části financující současný provoz NST. Projekt začal
před cca 4 roky a financoval studium řady PhD studentů, kteří již ukončují studium a obhajují své
doktorské práce. Součástí TTL jsou i týmy CMST a DIAT – viz dále, se kterými jsem navázal užší
spolupráci.
CallMeSmart Team
Skupina CMST pod vedením Terje Solvolla se věnuje výzkumu a vývoji v rámci projektu CMS.
V tomto týmu jsem byl primárně zařazen i já. Dalšími členy byli v době mého působení na NST:
Lorenzo Gironi, Alain Giodanengo, Bernd Tsalma a Jonas Weber.
Diabetes Team
Vedoucím skupiny DT je Eirik Arsand. Skupina se přes 15 let věnuje výzkumu v oblasti
managementu a telemonitoringu pacientů trpících onemocněním diabetes mellitus (DM).
Výsledek výzkumu je v současnosti zhmotňován v aplikaci Diabetes Dagbok (diabetický deník).
Aplikace byla původně vyvíjena pro mobilní telefony se systémem Windows Mobile, v současnosti
je již vyvíjena pouze verze pro OS Android.
University of Tromso
Universitet i Tromso (UiT) je nejsevernější univerzitou na světě. UiT se skládá ze 7 fakult. Z pohledu
telemedicíny jsou nejvýznamnější fakulty: Faculty of Science and Technology a Faculty of Health
Sciences. Ačkoliv NST organizačně pod UiT nespadá, je zde značná, především personální
provázanost. Tato provázanost je dvojího druhu. Jednak mají někteří zaměstnanci částečné úvazku
v obou organizacích a jednak je řada zaměstnanců NST postgraduálními studenty na UiT.
Projekt:
Výzkum:
Projekt CallMeSmart
CMS je kontextově adaptabilní komunikační (context aware comunication system) systém
zaměřený na využití v nemocnicích. Cílem CMS je vyvážení komunikační dostupnosti pracovníků ve
zdravotnictví a minimalizace jejich rušení v případech kdy to není nutné.
V rámci projektu CMS jsem se věnoval především softwarové stránce systému. Moje zapojení do
projektu spočívalo především v následujících činnostech:
• Analýza a redesign architektury současného řešení.
• Návrh a vývoj lokalizační služby na bázi Bluetooth.
• Zhodnocení možnosti využití nejnovějších softwarových technologií.
Výsledkem analýzy byla identifikace oblastí, na které bylo potřeba se zaměřit při redesignu.
Jednalo se především o:
• Monolitičnost stávajícího prototypu, který postrádal aplikační vrstvy, vnitřní modularizaci a
definici vnitřních i vnějších rozhraní.
• Jednalo se o aplikaci s grafickým rozhraním, nikoliv službu.
• Interní struktura byla napevno zakódována.
• Problematická škálovatelnost a robustnost.
Design a specifikace nového řešení postupně vznikala na řadě schůzí a brainstormingů. Postupně
vznikaly dva dokumenty popisující specifikace: CallMeSmart UseCases.pdf (25 stran) popisující
jednotlivé use cases a CallMeSmart ReqSpec.pdf (30 stran) obsahující analýzu a specifikaci
požadavků na výslednou aplikaci a CallMeSmart System Architecture Sheet.pdf, který popisuje
architekturu systému vycházející z výše uvedených analýz. Přesto, že je jako autor uveden vedoucí
týmu CMS, jsou tyto dokumenty výsledkem práce celého týmu CMS.
Projekt:
Následující obrázek zjednodušeně popisuje architekturu CMS s důrazem na zapojení lokalizační
komponenty.
Figure 1 - Architektura CMS a lokalizační služby
Projekt:
Fyzická architektura a jednotlivé moduly, které jsem implementoval celého řešení je patrná
z následujícího obrázku:
Obrázek 1 - Fyzická architektura lokalizační služby
Projekt:
Ověřování nových softwarových technologií bylo realizováno na lokalizačním modulu. Tento modul
se skládal z lokalizačního serveru a agentů. Server byl realizován v .NET 4.5 a k ukládání dat slouží
Microsoft SQL Server 2012. Komunikační rozhraní jak pro připojení agentů, tak pro propojení
s CallMeSmart serverem bylo zvoleno WCF, konkrétně SOAP webové služby a OData REST
rozhraní.
Figure 2 - Screenshot webového rozhraní postaveného na technologii DynamicData pro monitoring lokalizace
Projekt:
Pro monitoring spolehlivosti lokalizace byl modul doplněn o webový projekt, který umožňoval
v reálném čase sledovat přicházející lokalizační informace i vlastní vyhodnocení lokalizace. Projekt
byl postaven na ASP.NET 4.5. Pro prohlížení hrubých data v databázi, byl modul dále doplněn o
Dynamic Data webový projekt. Lokalizaci je rovněž možné monitorovat přímo z mobilního telefonu
(na kterém může být současně nainstalována i klientská aplikace CMS) se systémem Windows
Phone 7.5 k čemuž byla vytvořena aplikace pomocí technologie Silverlight 5.
Figure 3 - Screenshot mobilní aplikace pro moniring lokalizace
Projekt:
Diabetes
Ačkoliv skupina DT se věnuje široké oblasti problematik, zasahují od výzkumu metodik zvyšování
motivace ke kompenzaci pacientů trpících DM, přes řízení klinických studií až po návrh a
implementaci softwarových řešení, já jsem s opět zaměřil především na poslední jmenovanou
oblast. Objektem mého zájmu bylo zejména:
• Výzkum možnosti připojení glukometrů pomocí rozhraní Bluetooth.
• Příprava klinické studie vyhodnocující vliv použití aplikace Diabetes Dagbook na kvalitu
kompenzace v České republice.
• Analýza a evaluace možnosti využití monitorů aktivity u pacientů trpících DM.
• Formování konsorcia pro podání grantové žádosti v oblasti výzkumu DM.
Byla provedena rešerše existujících glukometrů dostupných pro domácí použití, z níž vyplynulo, že
nejvhodnějším a v podstatě jediným glukometrem, který obsahuje integrované rozhraní je Fora
G31, který byla později nahrazen novějším modelem Fora Dimond Mini s obdobnou funkcionalitou
avšak významně menšími rozměry. Pro ověření možnosti použití tohoto glukometru v aplikaci
Diabetes Dagbok byla vytvořena prototypová aplikace, která data z glukometru vyčítá pomocí
rozhraní Bluetooth a odesílá je na centrální server pomocí webového rozhraní SOAP.
Figure 4 - Screenshot mobilní aplikace pro komunikaci s glukometry Fora
Projekt:
Figure 5 - Screenshot webové aplikace pro vzálenou kontrolou hladiny glukózy v krvi a fyzické aktivity
Po rámcové shodě s NST jsem zahájil přípravu klinické studie, která by ověřovala využitelnost
aplikace Diabetes Dagbok pro snížení kolísání hladiny glukózy v krvi u pacientů trpících diabetem
jak prvního tak u druhého typu. Tohoto snížení bude dosaženo zvýšením motivace pacientů, které
bude dosaženo zlepšením informovanosti pacienta o vlivech způsobujících kolísání hladiny glukózy
právě pomocí výše jmenované aplikace. Kroky k přípravě provedení studie, které jsem provedl:
výběr vhodných zařízení pro realizaci studie (mobilní telefon, snímač aktivity, glukometr) a
konzultace s diabetologem, ze které vyšel předpokládaný počet pacientů, kteří by mohli být do
studie zařazeni.
Unikátní ve výše uvedené studii bude použití monitorů aktivity, konkrétně Fitbit Ultra. Pro ověření
možnosti získávání dat z tohoto zařízení do aplikace Diabetes Dagbok jsem vytvořil aplikaci, která
umožňuje data získávat z centrálních serverů Fitbit a zpřístupňuje je k detailnějšímu zpracování.
V rámci dalšího rozvoje spolupráce mezi FBMI a NST jsem započal s přípravou konsorcia, které by
podalo grantovou žádost do Norských fondů. Stěžejní náplní grantu bude realizace výše uvedené
studie ověřující aplikaci Diabetes Dagbok. Členy konsorcia budou FBMI, NST, HiVe, Fakultní
nemocnice Motol a několik českých SME.
Projekt:
Výuka:
Výuka telemedicíny na UiT probíhá v rámci magisterského studijního programu Telemedicine and
E-health. Program má strukturu odpovídající Boloňskému systému – jedná se o navazující 2 letý
magisterský program. V současnosti studuje tento program relativně malé množství studentů, cca
15. Stěžejním bodem celého magisterského studia je diplomová práce, která je ohodnocena 60 ze
120 kreditů. Mimo DP absolvují studenti další 1-2 předměty za semestr, které jsou hodnoceny 8-10
kredity. Výuka probíhá v anglickém jazyce a řada přednášek je odpřednášena zahraničními
hostujícími profesory.
V průběhu stáže jsem se snažil o navázání spolupráce v oblasti výuky formou bilaterálních smluv
mezi NST a českými fakultami v rámci výměnného studijního programu Erasmus. Nakonec se mi
podařilo úspěšně dojednat podpis smlovy mezi FBMI ČVUT a Faculty of Science and Technology
UiT. Smlouva byla podepsána jak pro bakalářské, magisterské a doktorské studijní programy, tak i
pro učitele.
Další kontakty
Hogskole i Veststfold
V rámci stáže jsem dále navázal spolupráci s Hogskole i Veststfold (HiVe), Department of
Microelectronics, konkrétně s Erikem Johannessene. Skupina kolem Erika Johannessena se
dlouhodobě zaměřuje na vývoj senzorů, především medicínských. HiVe např. vyvíjelo senzory
pohybu na bázi akcelerometrů a gyroskopů, které byly následně vyžívány při monitoringu
energetického výdeje pacientů trpících diabetem. Dále HiVe vyvíjí senzor na bázi měření
osmotického tlaku, který umožňuje kontinuální neinvazivní měření hladiny glukózy v krvi.
V neposlední řadě by FBMI v rámci výzkumu monitoringu fyziologických parametrů mohlo využít
neinvazivní senzor hydratace organizmu, který je rovněž na HiVe vyvíjen.
Polar Partner
Tonny Iversen je majitelem a zakladatelem firmy Polar Partner. PP je významný dodavatel
výpočetních a komunikačních technologií v Severonorském regionu. PP má zkušenosti
s optimalizací datových přenosů přes satelitní linky a rovněž s konfigurací páteřních spojů, které
k internetu připojují nejen celý region severního Norska, ale rovněž významné satelitní středisko
NASA na Špicberkách.
Spolupráce se PP přinese FBMI partnera, který má bohaté zkušenosti se špičkovými technologiemi
pro přenos dat. Problematika optimalizace datových přenosů je často řešena i v rámci
telemedicíny.
Projekt:
Ramsalt Lab
Ramsalt Lab je SME zaměřená na vývoj webových aplikací se specializací na platformu Drupal.
Firma RL vyvíjela webové aplikace např. i pro NST. Pan Yngve Bergheim, majitel společnosti RL,
získal ocenění podnikatel roku 2012 a finanční cenu mu předával Ingvar Kamprad (zakladatel
společnosti IKEA). Yngve Bergheim navštíví FBMI ČVUT na konci září 2013.
Spoluprací se společností RL získá FBMI přístup k nejmodernějším webovým technologiím, které
mohou být využity při tvorbě interaktivních telemedicínských webových portálů.
Tord Olander Pedersen
Pan Pedersen je redaktorem novin Bladet Nordlys. Nordlys jsou noviny vycházející jak v papírové
tak i online podobě a jsou zaměřeny především na region Tromso. Nordlys jsou vhodným
nástrojem pro prezentaci výsledků projektu Mezinárodní spolupráce na FBMI – tj. spolupráce
českých a norských vědců.
Jorg Janssønn Hauan
Navázání spolupráce se společností The Arctic, která je zaměřená na vývoj mobilních aplikací na
platformě Android, přináší FBMI přístup ke know-how získanému dluhovým vývojem pro tuto
platformu. Dalším přínosem je možnost zapojení studentů do vývoje aplikací pro tento moderní
operační systém.
Projekt:
Seznam příloh:
CallMeSmart
• Blueth.docx – popis lokalizační služby - VY_05_28.docx
• Blueth_source_code.rar – zdrojové kódy lokalizační služby - VY_05_29.rar
• windows phone app.rar – lokalizační aplikace pro Windows Phone - VY_05_30.rar
• CallMeSmart ReqSpec.pdf – analýza požadavků - VY_05_31.pdf
• CallMeSmart System Architecture Sheet – architektura systému - VY_05_32
• CallMeSmart UseCases.pdf – use cases pro analýzu požadavků - VY_05_33
Výstupy 31, 32 a 33 – přikládáme v tištěné podobě – jedná se o materiál, který podléhá
autorskému právu a nesmí být dále šířen před udělením patentu.
Diabetes
• SugarMonitor.apk – aplikace pro operační system Android - VY_05_34.apk
• SugarMonitor_source_codes.rar – zdrojové kódy aplikace pro komunikaci s glukometry VY_05_35.rar
Erasmus
• BA FBME CTU- Univ Tromso - 13-14.PDF – smlouva FBMI ČVUT a UiT - VY_05_12.pdf
Projekt:

Služební cesta - Mužík - 1 - České vysoké učení technické v Praze

Transkript

Podobné dokumenty

Výroční zpráva 2012 - IV. interní klinika