Στόχος μας είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος παρακολούθησης βρεφών πολύ μικρής ηλικίας (έως ενός έτους), το οποίο θα περιλαμβάνει τρία διακριτά υποσυστήματα ικανά για α) την καταγραφή μη επεμβατικών σημάτων από το βρεφικό κρεβάτι, β) την αναγνώριση δυνητικά παθολογικών καταστάσεων, και γ) την ειδοποίηση των γονέων/ιατρού σε περιπτώσεις που χρήζουν προσοχής και, ίσως, ιατρικής παρέμβασης. Η προσοχή μας εστιάζεται σε βρέφη, μιας και σε αυτήν την ευαίσθητη ηλικία, οι πιθανώς άπειροι γονείς δεν μπορούν εύκολα να αναγνωρίσουν και να αξιολογήσουν ενδεικτικά σημάδια παθολογίας είτε πιθανώς να μην τα παρατηρούν επειδή συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της νύχτας. Καταστάσεις όπως ο εμετός, το σύνδρομο αιφνίδιου θανάτου, οι διαταραχές της αναπνοής/άπνοιες, οι καρδιακές αρρυθμίες αλλά και κάποιες κατηγορίες επιληπτικών κρίσεων, αν εκδηλωθούν κατά τη διάρκεια του ύπνου μπορούν υπό προϋποθέσεις ακόμα και να απειλήσουν τη ζωή του βρέφους, αν δεν ανιχνευτούν εγκαίρως. Για το λόγο αυτό προτείνουμε τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος ανίχνευσης/αναγνώρισης πιθανών παθολογικών καταστάσεων σε βρέφη, μέσω ενός ‘έξυπνου’ στρώματος κρεβατιού και μιας κάμερας, κατάλληλα προσαρμοσμένης στην βρεφική κούνια, προκειμένου να ενημερώνονται οι γονείς και να διευκολύνονται οι γιατροί στην αναγνώριση συγκεκριμένων παθολογιών. Θα χρησιμοποιηθεί φορητή κάμερα υψηλής ανάλυσης για την καταγραφή video, μικρόφωνο υψηλής ευαισθησίας για την καταγραφή της αναπνοής, αισθητήρες υγρασίας, αισθητήρας θερμοκρασίας υπερύθρων και καταγραφή βαλλιστοκαρδιογραφήματος, για την αξιολόγηση του καρδιακού ρυθμού μέσω αισθητήρων πίεσης στο ανώστρωμα του κρεβατιού. Όλα τα βιοσήματα θα καταγράφονται διαρκώς και θα αποστέλλονται για ανάλυση σε κατάλληλη υπολογιστική μονάδα πολύ μικρού μεγέθους, η οποία θα πραγματοποιεί την αναγνώριση παθολογικών ευρημάτων με τη χρήση εξελιγμένων αλγορίθμων μηχανικής μάθησης. Επιπρόσθετα, θα αναπτυχθεί κατάλληλη διεπαφή ενημέρωσης των γονέων, η οποία, ανάλογα με την κρισιμότητα των ευρημάτων, θα ενεργοποιεί το σύστημα ειδοποίησης των γονέων ή/και του ιατρού. Η διεπαφή αυτή θα υλοποιηθεί σε περιβάλλον διαδικτύου, έξυπνου τηλεφώνου και έξυπνου ρολογιού. Τέλος, η παρούσα πρόταση περιλαμβάνει και την ανάπτυξη βάσης καταγραφής δεδομένων για μελλοντική χρήση και αναφορά. Η επιλογή των προτεινόμενων μη-επεμβατικών αισθητήρων εξασφαλίζει την υψηλή ευαισθησία του συστήματος, ενώ διασφαλίζει τον απρόσκοπτο βρεφικό ύπνο. Άλλωστε, η παγκόσμια αγορά συσκευών παρακολούθησης βρεφών τα τελευταία χρόνια συνεχώς μεγαλώνει και προβλέπεται να αυξηθεί περαιτέρω κατά τα επόμενα 4 χρόνια. Η προσθήκη καινοτόμων αλγορίθμων αναγνώρισης και κατηγοριοποίησης διαφόρων παθολογιών σε ένα ‘έξυπνο’ σύστημα παρακολούθησης βρεφών είναι ιδιαιτέρως σημαντική για την εξέλιξη των διαθέσιμων συσκευών του εμπορίου και την προσαρμογή τους στις ανάγκες των γονέων για ασφάλεια των παιδιών τους. Η στρατηγική σύμπραξη των εμπλεκόμενων φορέων, και το χαμηλό εκτιμώμενο κόστος της λύσης διασφαλίζουν την ποιότητα του τελικού συστήματος και την αποτελεσματική εμπορική αξιοποίησή του. Το ΙΤΕ, ως ερευνητικός οργανισμός παγκόσμιου κύρους, σε συνεργασία με το Πολυτεχνείο Κρήτης έχουν την απαραίτητη τεχνογνωσία και πολύχρονη εμπειρία τόσο στην επεξεργασία σήματος/ εικόνας, αλλά και στην ανάπτυξη ολοκληρωμένων βιοϊατρικών προϊόντων και εφαρμογών υποστήριξης αποφάσεων που αποτελούν επιμέρους συστατικά στοιχεία της λύσης. Η Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Κρήτης διαθέτει την απαιτούμενη γνώση για την καθοδήγηση της υλοποίησης και την αξιολόγηση του τελικού προϊόντος. Η εταιρία GNOSIS θα αναλάβει την ανάπτυξη του καινοτόμου λογισμικού αναγνώρισης των πιθανώς παθολογικών καταστάσεων, ενώ η εταιρία CYTECH θα επιφορτιστεί με την ανάπτυξη της ‘έξυπνης’ εφαρμογής ειδοποίησης, καθώς και την προώθηση του προϊόντος.
Ο βασικός στόχος του έργου είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος καταγραφής μη επεμβατικών σημάτων από το παιδικό κρεβάτι (κούνια) με στόχο τον υπολογισμό βιοδεικτών κατάλληλων να ανιχνεύουν δυνητικά παθολογικές καταστάσεις σε μια ηλικία (μέχρι ενός έτους) που αφενός δύσκολα γίνονται αντιληπτές αφ’ ετέρου μπορεί να είναι απειλητικές για την υγεία ενός βρέφους, όπως πχ ο πυρετός, ο εμετός ή ένα αναπνευστικό σταμάτημα. Η πρότασή μας, λοιπόν, επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός διακριτικού και μη-επεμβατικού συστήματος παρακολούθησης βρεφών, κατάλληλου να ανιχνεύει και να προλαμβάνει παθολογικές καταστάσεις, πιθανώς επικίνδυνες για την υγεία του παιδιού. Το σύστημα αυτό θα αποτελείται από μια σειρά, φιλικών προς το χρήστη, ευφυών ηλεκτρονικών αισθητήρων με επίκεντρο μία βιντεοκάμερα παρακολούθησης υψηλής ανάλυσης (baby monitor), τοποθετημένη πάνω από το παιδικό κρεβάτι και ένα «έξυπνο» στρώμα. Πιο συγκεκριμένα το προτεινόμενο σύστημα θα μπορεί να ανιχνεύσει σε πραγματικό χρόνο: • Διαταραχές ύπνου μέσω της αναγνώρισης των σταδίων του ύπνου (μέσω της καταγραφής της κίνησης των ματιών από την κάμερα, την καταγραφή αναπνοής από μικρόφωνο και τον καρδιακό ρυθμό από το στρώμα). • Αρρυθμίες (μέσω της καταγραφής του καρδιακού ρυθμού από το στρώμα). • Επιληπτικές κρίσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου, αλλά και πυρετικούς σπασμούς (μέσω της καταγραφής της κάμερας). • Διαταραχές στην αναπνοή/άπνοιες (μέσω της καταγραφής ήχου από το μικρόφωνο). • Υψηλό πυρετό (μέσω αισθητήρα θερμοκρασίας υπερύθρου). • Εμετό (μέσω της υγρασίας του στρώματος και της καταγραφής της κάμερας). Η ανίχνευση των παραπάνω καταστάσεων θα έχει σαν αποτέλεσμα: 1. την ειδοποίηση των γονέων μέσω ‘έξυπνου’ συστήματος προειδοποίησης στο κινητό ή έξυπνο ρολόι τους, αν πρόκειται για ένα γεγονός που χρήζει άμεσης αντιμετώπισης, και 2. την συνεχή καταγραφή των βιοσημάτων του βρέφους κατά τη διάρκεια της νύχτας, τα οποία μετά από τη σύμφωνη γνώμη των γονέων θα μπορούν να αποστέλλονται στον παιδίατρο ή και στο εφημερεύον νοσοκομείο για αξιολόγηση (τα σημεία εκείνα στα οποία έχει ανιχνευτεί κάτι σημαντικό), είτε να αξιολογούνται στην καθιερωμένη επίσκεψη (αν κάτι δεν μοιάζει ιδιαίτερα κρίσιμο). Στην περίπτωση αυτή τυχόν περιστατικά που έλαβαν χώρα τη νύχτα και διαφορετικά δεν θα γινόντουσαν αντιληπτά από τους γονείς είναι πλέον στην διάθεση του παιδιάτρου παρέχοντας την δυνατότητα στον τελευταίο να ανατρέξει στις καταγραφές της κάμερας και των υπόλοιπων ιατρικών δεδομένων από τους αισθητήρες, προκειμένου να συνθέσει μια πληρέστερη εικόνα για το βρέφος.
