REZULTATE

Etapa 2 (ianuarie – decembrie 2021)

Această secțiune prezintă principalele rezultate pentru activitățile care au avut loc în cadrul Etapei 2 – „Prototip Inițial” de implementare a proiectului PREVENT. Perioada raportată acoperă intervalul ianuarie – decembrie 2021, și astfel reprezintă o perioadă de 12 luni din cele 24 previzionate ale proiectului (lunile L08 – L19). În cadrul etapei curente au fost reluate activitățile demarate în cadrul Etapei 1 a proiectului. Proiectul PREVENT a fost demarat de la un nivel tehnologic estimat TRL-5 și își propune avansarea soluției la nivelul TRL-6. La momentul finalizării perioadei evaluate, raportăm următoarele realizări principale:

  1. Consorțiul proiectului a achiziționat două kituri de localizare interioară de precizie SEWIO RTLS. Pe lângă acestea, au fost achiziționate separat un număr de 2 ancore de localizare omni-direcționale, 2 ancore uni-direcționale precum și 10 tag-uri personale. Acestea vor permite monitorizarea cu precizie a locației persoanelor într-o zonă de 3 încăperi interioare (12 ancore) și un hol de mari dimensiuni (2 ancore uni-direcționale în mod de funcționare 1D).
  2. Partenerii au demarat experimentele de localizare interioară folosind echipamentele achiziționate, această activitate fiind deja concretizată prin publicarea unui articol științific
  3. Partenerii au evaluat un număr de fluxuri clinice, precum și o locație concretă care se pretează pentru pilotarea sistemului în cadrul unei unități clinice cu pacienți internați
  4. A fost finalizată versiunea avansată a simulatorului software pentru spațiul clinic, care permite configurarea, parametrizarea și executarea de simulări complexe. Prin aceasta, cercetătorii intenționează să îmbunătățească nivelul de înțelegere al modului de lucru intra-spitalicesc din punct de vedere al contactului inter-personal și al nivelului de risc, precum și modul în care infecțiile se pot răspândi în cadrul unității clinice
  5. A fost demarată integrarea simulatorului software descris în cadrul punctului anterior în cadrul serverului software PREVENT. Aceasta va permite utilizarea simulatorului software pentru construirea și administrarea hărților de risc și a rețelei de contacte cu scopul prevenirii epidemiilor.
  6. Au fost dezvoltate mai multe echipamente de monitorizare a acțiunilor personalului. Acestea au fost construite folosind componente disponibile pe piață, asamblarea fizică și inițializarea protocoalelor de comunicare cu serverul software fiind efectuate în cadrul proiectului. Mai mult, a fost pornită procedura de achiziție pentru asamblarea a șase dispozitive adiționale, care vor permite pilotarea sistemului în cadrul unei locații clinice.
  7. A fost continuat procesul de implementare software al serverului PREVENT prin integrarea unui broker MQTT și continuarea dezvoltării modulelor software pentru administrarea sistemului, monitorizarea fluxurilor de lucru, simularea mediului clinic și vizualizarea hărților de risc și a rețelei de contacte.
  8. Partenerii au continuat diseminarea rezultatelor obținute prin continuarea actualizării site-ului web și publicarea unui al doilea articol științific legat de proiect.
  9. A fost demarată activitatea de căutare și identificare a brevetelor relevante ariei de aplicare a proiectului, cu scopul protejării drepturilor de proprietate intelectuală rezultante din activitățile de cercetare și dezvoltare întreprinse.
  10. Partenerii au definitivat livrabilele etapei curente a proiectului. Acestea constau din documentele „1 – Soluții Hardware pentru Detecția Persoanei și a Evenimentelor”, „L2.2 – Prototip Sistem – Versiune Inițială” și „L2.3 – Raport de Validare Tehnică – versiune parțială”.

 

Arhitectura Hardware

Arhitectura hardware de detaliu a sistemului PREVENT este prezentată în figura de mai jos. Aceasta respectă în mare arhitectura propusă în etapa anterioară. Evenimentele detectate (utilizare dispensere, coș de gunoi, dezinfectare dispozitive medicale) sunt gestionate direct pe serverul PREVENT și sincronizate cu informațiile furnizate de sistemul de localizare de interior. Pentru transmisia evenimentelor detectate se va utiliza rețeaua ethernet iar pentru transmisia poziției este necesară o conexiune dedicată cu serverul PREVENT. Notificarea cadrului medical, în caz de nerespectare a protocolului se poate realiza prin telefonul mobil. Asignarea tag-urilor se realizează printr-o simplă scanare a codurilor QR aflate pe tag și pe cardul de acces al cadrului medical/pacientului. Sistemul este configurabil în sensul că vor fi adăugați senzori în funcție de specificul cabinetului medical.

Arhitectura hardware PREVENT

 

Arhitectura hardware are următoarele componente:

  • Senzori fără fir (Wi-Fi) și fără atingere (time of flight) pentru detecția evenimentelor
  • Senzori (tag-uri) pentru determinarea poziției în spațiul cabinetului medical cu scopul de a asigna detecția unui eveniment unui cadru medical aflat în proximitatea senzorului generator de evenimente;
  • Server – unitate de calcul cu capabilități superioare de calcul si stocare a informațiilor produse de rețeaua de detecție evenimente și cea de determinare poziții;
  • Calculator pentru administrarea tag-urilor (încărcare wireless, actualizare firmware automată, asignare tag unui cadru medical prin scanarea codul QR al tagului și a cardului de acces al cadrului medical);

 

Arhitectura Software

Arhitectura de detaliu a platformei PREVENT este prezentată în figura de mai jos. Arhitectura respectă componentele principale din cadrul proiectului precursor HAI-OPS. Toate componentele importante sunt prezentate pe scurt în această secțiune.

 

Arhitectura software detaliată a sistemului PREVENT

 

Sistem senzori – SEWIO RTLS. Sistemul de localizare interioară de precizie SEWIO este bazat pe tehnologia UWB (eng. ultra wide-band), fiind compus din mai multe echipamente hardware (tag-uri și ancore omni- sau uni-direcționale) și serverul software SEWIO. Serverul software este licențiat împreună cu sistemul și rulează pe un sistem de tip mini-PC. Serverul colectează informațiile de la ancore, rulează algoritmii de localizare și transmite datele spre un broker MQTT. De aici, datele sunt transmise spre serverul software PREVENT.

 

Sistem senzori – Controller senzor in-house. Echipamentele dezvoltate în cadrul proiectului au scopul de a detecta unele evenimente care trebuie urmărite (ex: pornirea unui robinet, utilizarea unui dozator de dezinfectant etc.). Acestea includ mai multe componente hardware și un controller prin care evenimentele sunt transmise către sistemul gateway și mai apoi, serverul PREVENT.

 

Sistem senzori à Sistem gateway. Sistemul gateway este reprezentat de un echipament server (în cadrul proiectului este utilizat un mini-PC) pe care rulează serverul software SEWIO și un broker MQTT. Brokerul MQTT centralizează mesajele de la toate echipamentele conectate și le transmite serverului software PREVENT.

 

Sistem Informații Spitalicesc. Reprezintă un sistem informatic compatibil cu platforma PREVENT, de la care aceasta din urmă poate prelua informații (ex. date legate de pacienți, organizație, utilizatori, fluxuri de lucru). Integrarea cu un astfel de sistem nu reprezintă un obiectiv al proiectului PREVENT, dar rămâne un obiectiv de studiat odată ce sistemul se apropie de comercializare.

 

Client epidemiologie – UI Simulator. Reprezintă interfața de acces pentru componenta de simulare din cadrul platformei PREVENT. Aceasta permite definirea planului de locație (încăperi, piese de mobilier, locația ușilor și geamurilor etc.), a unor persoane simulate (ex. cadre medicale ce au o rutină de mișcare și interacțiune pseudo-aleatoare) și executarea unor simulări în vederea estimării riscului de infecție. Aceeași componentă va fi utilizată pentru vizualizarea hărților de risc și a rețelelor de contact în cadrul prototipului final.

 

Client epidemiologie – Afișare alerte centralizate / Analize risc epidemiologic. Componentele de administrare client au fost implementate în cadrul HAI-OPS ca o aplicație web care poate fi accesată de către toți utilizatorii înregistrați în cadrul sistemului. În conformitate cu cerințele de sistem inițial identificate, utilizatorii sistemului pot avea unul dintre cele trei roluri: administrator, epidemiolog sau personal medical.

 

Client administrare – UI Administrare. Componenta de administrare furnizează funcționalitățile necesare administrării organizației și personalului unității clinice. Utilizatorii în rol de administrator au acces la toate funcționalitățile sistemului, incluzând structura organizației, utilizatorii sistemului, istoricul de alerte al tuturor persoanelor, fluxurile de lucru definite, hărțile de risc, rețeaua de contact și simulările efectuate.

 

Server – Achiziție de date. Componenta de achiziție a datelor permite sistemului să comunice cu brokerul MQTT al sistemului gateway. Principala sa interfață software este iDataAcquisition și furnizează punctele de conectare adecvate. Datele recepționate sunt stocate în memoria persistentă Data Store, din care sunt citite și utilizate de către celelalte componente ale sistemului.

 

Componenta adaptor va oferi punctul de conectare iDataAdapter la care sistemul de informații extern se va putea conecta pentru a transmite date. Datele recepționate vor fi stocate folosind stocarea Data Store, de unde este de așteptat să fie reutilizate de către componenta de Analiză a Datelor.

 

Server – Motor reguli de business. Componenta Adaptor Motor Reguli este o fațadă pentru implementarea efectivă a motorului de reguli de business utilizat de sistem. PREVENT va utiliza o implementare disponibilă în mod comercial pentru motorul de reguli de business. Pentru a abstractiza particularitățile selecției acestei componente, adaptorul va furniza un punct comun de conectare folosind interfața iRulesAdapter. Acest lucru va permite utilizarea cu orice implementare majoră a unei astfel de componente, atât timp cât o componentă tip adaptor este, de asemenea, pusă în aplicare. Această componentă oferă, de asemenea, caracteristicile necesare care permit crearea, actualizarea și ștergerea fluxurilor clinice de lucru, care sunt descrise prin reguli de business și monitorizate de către sistem.

 

Server – Simulator. Simulatorul reprezintă o nouă componentă în cadrul sistemului PREVENT ce are scopul de a simula diferite combinații de configurații a spațiului intra-spitalicesc, a activităților medicale și a comportamentului personalului medical. Sistemul simulator dezvoltat va fi integrat cu componentele server PREVENT cu scopul de a testa capacitatea sistemului de a detecta situațiile de risc pentru apariția cazurilor singulare sau a focarelor de infecție intra-spitalicească.

 

Server – Servicii pentru clienți. Aceste componente implementează administrarea utilizatorilor sistemului, a dispozitivelor conectate și furnizează anumite servicii de analiză a datelor. Conform cerințelor proiectului, utilizatorii de sistem se încadrează într-una din cele trei roluri posibile, cu securitate aplicată prin intermediul accesului bazat pe roluri. Mai mult decât atât, sistemul trebuie să fie capabil să identifice utilizatorii în mod unic, pentru a le înregistra acțiunile și să permită trimiterea de alerte în timp real celor responsabili. În același mod, sistemul trebuie să identifice dispozitivele conectate în mod unic, deoarece execuția regulilor este strâns legată de dispozitivele conectate înregistrate în sistem și de capacitățile acestora de monitorizare.

 

Server – Stocare date. Această componentă reprezintă sistemul de stocare a datelor. Aceasta este responsabilă cu persistența datelor pentru organizație, utilizatorii înregistrați, datele dispozitivelor, instanțele datelor de flux de lucru, alertele stocate în sistem șamd.

 

Etapa 1 (iunie – decembrie 2020)

Această secțiune prezintă rezultatele principale ale activităților care au avut loc în cadrul primei etape de implementare a proiectului PREVENT. Perioada raportată acoperă intervalul iunie – decembrie 2020, și astfel reprezintă primele șase luni de implementare din cele 24 previzionate. Etapa curentă a reluat activitățile întreprinse în cadrul proiectului precursor HAI-OPS, un proiect Eurostars desfășurat în perioada 2015 – 2018. Proiectul PREVENT demarează de la un nivel tehnologic estimat TRL-5 și își propune avansarea soluției la nivelul TRL-6. Principalele căi de progres previzionate față de proiectul HAI-OPS  sunt:

  • Includerea unui sistem precis de localizare interioară a personalului medical, pacienților și vizitatorilor, care va permite crearea de hărți de risc și rețele de contact precise.
  • Dezvoltarea unui nou set de echipamente conectate la prețuri mai accesibile față de cele dezvoltate în cadrul proiectului HAI-OPS, care să faciliteze monitorizarea fluxurilor de lucru din unitatea clinică.
  • Înlocuirea motorului pentru fluxuri de lucru din cadrul implementării HAI-OPS cu un motor pentru reguli de business, a cărui configurare să fie mai facilă.
  • Realizarea unor vizualizări și raportări avansate pe baza datelor strânse de echipamentele dezvoltate.

La momentul scrierii acestui raport, partenerii de proiect au demarat activitățile necesare îndeplinirii tuturor obiectivelor principale enumerate mai sus. Pe scurt, stadiul curent al proiectului poate fi rezumat prin următoarele:

  1. Partenerii au definitivat livrabilele primei etape a proiectului. Astfel, în colaborare cu partenerii unității medicale au fost structurate și definitivate cerințele de sistem PREVENT și a fost stabilită și definitivată arhitectura sistemului.
  2. Partenerii au evaluat un număr de soluții comerciale pentru localizare precisă interioară, care depășesc ca performanțe posibilitățile oferite prin utilizarea WiFi sau Bluetooth. A fost demarat procesul de achiziționare al unui kit demonstrativ bazat pe tehnologia ultra-wide-band.
  3. Partenerii au evaluat un număr de fluxuri clinice care se pretează pentru pilotarea sistemului în cadrul unei unități clinice cu pacienți internați.
  4. Partenerii au modelat fluxul clinic pentru ecografie, ceea ce implică determinarea fluxului ce urmează a fi monitorizat, identificarea echipamentelor necesare (soluție de localizare interioară precisă și echipamente ce urmează a fi dezvoltate în cadrul proiectului) și modelarea acestuia în software.
  5. A fost demarat procesul de implementare software prin identificarea modulelor dezvoltate în cadrul proiectului HAI-OPS ce pot fi reutilizate și prin identificarea și evaluarea mai multor motoare pentru reguli de business.
  6. A fost demarată implementarea unui simulator software pentru spațiul clinic, care permite configurarea, parametrizarea și executarea de simulări. Prin aceasta, cercetătorii intenționează să îmbunătățească nivelul de înțelegere al modului de lucru intra-spitalicesc din punct de vedere al contactului inter-personal și al nivelului de risc.
  7. Partenerii au demarat procesul de diseminare al rezultatelor obținute. Primul pas a constat în crearea site-ului web al proiectului, precum și în publicarea primului articol științific legat de proiect.

PL1 – Cerințele și arhitectura sistemului

Obiective:
(1) Identificarea provocărilor relevante de ordin tehnic, de utilizabilitate a sistemului și a celor legale, atât la nivelul României cât și cel al Uniunii Europene;
(2) Detalierea cerințelor funcționale și nonfuncționale ale sistemului în mod structurat;
(3) Identificarea tehnologiilor relevante și a soluțiilor hardware existente ce permit îndeplinirea cerințelor proiectului;
(4) Proiectarea sistemului și definirea arhitecturii sale din punct de vedere hardware și software.

PL2 – Dezvoltarea, testarea și integrarea sistemului

Obiective:
(1) Dezvoltarea, integrarea și testarea echipamentelor hardware ce permit localizarea persoanelor și a evenimentelor la nivelul camerei; (2) Dezvoltarea, integrarea și testarea componentelor sistemului software al proiectului;
(3) Integrarea componentelor hardware și software prin utilizarea unui protocol extensibil;
(4) Validarea tehnică a sistemului.

PL3 – Evaluarea prototipului

Obiective:
(1) Crearea unor scenarii de evaluare și indicatori cheie de performanță pentru a evalua gradul de îndeplinire a cerințelor proiectului; (2) Verificarea nivelului de îndeplinire a cerințelor definite la demararea proiectului din punct de vedere științific, medical, legal și etic.

PL4 – Coordonarea proiectului

Obiective:
(1) Stabilirea unei structuri eficiente pentru administrarea proiectului;
(2) Păstrarea proiectului în țintele stabilite privind obiectivele, timpul alocat activităților și bugetul;
(3) Administrarea consorțiului de proiect din punct de vedere legislativ, administrativ și financiar;
(4) Administrarea riscurilor asupra proiectului;
(5) Administrarea proprietății intelectuale existente și a celei create prin implementarea proiectului;
(6) Coordonarea activităților de diseminare și pregătirea dezvoltării și exploatării rezultatelor proiectului.