Как идея воплотилась в жизнь
В прошлом году ГрГУ имени Янки Купалы выпустил первых специалистов, которые обучались по совершенно новой специальности – «Промышленные роботы и робототехнические комплексы». Среди выпускников был и наш герой Максим Шкута. Тему для дипломной работы молодой человек выбирал вместе со своим научным руководителем Андреем Евгеньевичем Германом.
Чуть позже преподаватель вместе со студентом окончательно определились, что займутся разработкой системы визуализации вен. Она предназначена для облегчения поиска вен при выполнении различных медицинских манипуляций. К примеру, при заборе крови, различных инъекциях. Выбранная тема интересовала физиков не столько с точки зрения медицины, сколько с точки зрения самой технологии, анализа изображения.
Прибор для визуализации вен
В целом, отмечает Андрей Герман, задача по визуализации вен для научного сообщества не новая. Существует немало различных устройств, выпускаемых как в Беларуси, так и за рубежом. Но у системы, разработанной учеными Купаловского университета, есть ряд преимуществ.
Безопасно и бюджетно
Главное – простота использования. Прибор не требует специальных навыков, а также доступен в цене: она значительно ниже, чем у аналогов. Устройство гродненских физиков компактное и легкое, а также не использует инвазивные методы и опасные излучения.
Что еще немаловажно: в отличие от подобных устройств эта система использует современные инфракрасные светодиоды и недорогую IP-камеру с разрешением 4K. Это дает возможность создавать высококонтрастное изображение, позволяя быстро находить вены даже в самых сложных случаях.
– Устройство позволяет снизить количество неудачных венепункций, а это, в свою очередь, приводит к сокращению расходов на иглы, шприцы, ватные тампоны и другие расходные материалы. Использование разработки будет способствовать экономии рабочего времени, снижению затрат на обучение медицинского персонала, повышению качества оказания медицинских услуг и в целом комфортному лечению пациентов, – поясняет Андрей Евгеньевич.
Изображение в реальном времени
Максим Шкута приступил к работе над проектом осенью 2023 года, а уже к весне 2024 года система была практически готова. Для создания устройства требовалась видеокамера и система подсветки. Поскольку профессиональная видеокамера, которая используется в системах машинного зрения, стоит немалых денег, наши ученые решили поэкспериментировать и купили бюджетный вариант – IP-камеру, которая используется для систем видеонаблюдения и ориентирована на работу в темноте с использованием инфракрасной подсветки.
Максим сделал собственный модуль подсветки, после этого потрудился над конструктивным исполнением прибора: смастерил шасси, на котором установлена камера, создал источник питания, элементы подключения. Вскоре устройство протестировали и получили тестовые изображения.
Заключительным этапом стало написание софта (программного обеспечения), по которому прибор должен в реальном времени обрабатывать изображения: находить вены, повышать их контрастность и отображать итоговую картинку на мониторе компьютера.
– Наша система использует безвредный ближний инфракрасный свет, который направляется на кожу пациента. Гемоглобин поглощает инфракрасное излучение, а окружающая ткань отражает его. Дальше получаемое с помощью камеры изображение передается для обработки в персональный компьютер. И все это в реальном времени, – объясняет Максим Шкута.
По словам молодого человека, самым трудным этапом стала итоговая сборка прибора. Сразу выявились небольшие проблемы с корпусом, чуть позже с программным обеспечением. Но стоило приложить усилия и исправить недочеты – проект был готов.
А что дальше?
Дипломную работу Максим Шкута защитил на отлично. После выпускного он устроился на работу инженером на одно из ведущих промышленных предприятий областного центра – «Завод Химволокно» ОАО «Гродно Азот». В рабочий процесс Максим влился быстро. Теперь он на практике применяет то, что получил за годы обучения в вузе. Молодой специалист охотно работает с инновационными технологиями. Меньше чем за год он уже реализовал несколько важных проектов.
Сейчас выпускник Купаловского вуза отмечает: во время студенчества разработка системы визуализации вен полностью его устраивала, но, если бы он занимался этим сегодня, многое сделал бы иначе. К примеру, значительно модернизировал бы устройство.
Прибор Максим оставил в университете. Теперь он используется в образовательном процессе. С помощью него и других устройств нынешние студенты физико-технического факультета обучаются технологиям машинного зрения. Но надежд на то, что у прибора все еще может быть большое будущее, гродненские ученые не теряют. Тем более идеи по его доработке уже есть.
– Если видеокамеру в устройстве заменить на более профессиональную, оптимизировать программные алгоритмы, а также в целом чуть доработать прибор, его вполне можно использовать в реальной жизни, в том числе в медучреждениях, – говорит Андрей Герман.
Андрей Евгеньевич приводит пример: используя технологию дополненной реальности, при помощи небольшого внешнего проектора можно проецировать рисунок вен непосредственно на кожу пациента. То есть медработнику не нужно следить за изображением на мониторе: проекция вен будет прямо на теле человека, что значительно облегчит различные медицинские манипуляции.
– Если позволит время и появится возможность доработать систему, буду рад снова этим заняться. Но, как автор разработки, не возражаю, если кто-то из сегодняшних студентов доработает и улучшит систему вместо меня, подарит ей вторую жизнь, – заключил Максим Шкута.
В ТЕМУ
Прототип системы визуализации вен был представлен на нескольких выставках, в том числе на Международной специализированной выставке ТИБО, которая минувшим летом прошла в Минске. Гости мероприятия не только
с интересом наблюдали за работой системы, но и пробовали испытать устройство на себе.
