NefroVR — projekt badawczy

Dlaczego powstał projekt NefroVR

Hemodializa jest procedurą długą, powtarzalną i dla wielu pacjentów obciążającą fizycznie oraz psychicznie. Czas zabiegu bywa odbierany jako czas wyjęty z codziennego życia, a to przekłada się na narastanie znużenia, dyskomfortu i poczucia bierności. Założeniem projektu było stworzenie rozwiązania, które nie tylko odwraca uwagę od trudnego kontekstu szpitalnego, ale również aktywizuje pacjenta w bezpiecznej, kontrolowanej skali.

NefroVR wykorzystuje elementy immersji, grywalizacji i prostego ruchu, aby nadać zabiegowi bardziej angażujący charakter. Dzięki temu projekt odpowiada jednocześnie na potrzeby pacjenta, personelu oraz ośrodka dializ, łącząc poprawę dobrostanu z potencjalnym wsparciem parametrów samej terapii.

Pierwsza prezentacja koncepcji w Klinice Nefrologii SPSK nr 2 w Szczecinie.

Główne komponenty zestawu nefroVR, od prawej: kolumna rotora, ekran, moduł główny, gogle VR.

Z czego składa się rozwiązanie

Rdzeniem systemu jest urządzenie wyposażone w rotor rehabilitacyjny, zestaw komputerowy, joystick do sterowania oraz mobilną platformę na kółkach z możliwością pozycjonowania względem fotela do dializ. W kolejnych iteracjach rozwijano również automatykę podstawy, ekranu i pozycjonowania rotora oraz układ zasilania awaryjnego.

Istotną częścią projektu jest oprogramowanie: aplikacje ekranowe, środowiska VR, materiały 360 oraz mechanizmy grywalizacyjne, które motywują pacjenta do prostego, powtarzalnego ruchu. Rozwijano także interfejs pacjent–personel, poziomy trudności, redukcję pola widzenia w goglach oraz sposób komunikacji między rotorem, urządzeniem i aplikacją.

Jak działa NefroVR podczas zabiegu

Pacjent korzysta z urządzenia podczas hemodializy, wykonując prostą aktywność ruchową, która zostaje powiązana z przebiegiem doświadczenia cyfrowego. Zależnie od konfiguracji może to być tryb ekranowy albo immersyjny, oparty o środowiska VR i proste gry. Ruch nie jest tu dodatkiem przypadkowym, lecz świadomie zaprojektowanym elementem wspierającym koncentrację, motywację i zaangażowanie użytkownika.

W projekcie duży nacisk położono na ergonomię użytkowania w realnym środowisku klinicznym: stabilność rotora, sposób blokowania względem fotela, łatwość obsługi przez personel oraz bezpieczeństwo całego układu. Dzięki temu rozwój prototypu odbywał się równolegle na poziomie mechanicznym, elektronicznym i programowym.

Placeholder zdjęcia pokazującego użytkowanie systemu NefroVR podczas zabiegu. — Immersyjne przeżycia pacjenta to m.in. jazda quadem przez las, strzelanie z armaty na pirackim statku, czy kojące zwiedzanie rafy koralowej.

Badania kliniczne i metodologia

Badania prowadzono z wykorzystaniem prototypu III iteracji w okresie od 1 czerwca 2021 r. do 30 kwietnia 2022 r. w Ośrodku Dializ SPSK 2 PUM w Szczecinie. W badaniu uczestniczyło 39 pacjentów w grupie badanej oraz 46 w grupie kontrolnej. Analizy objęły między innymi poziom lęku i depresji, parametry antropometryczne, wydolność oddechową, parametry dializy, bioimpedancję, aktywność fizyczną oraz wybrane próbki laboratoryjne.

Z perspektywy projektu szczególnie ważne było połączenie obserwacji klinicznych, ankietyzacji pacjentów, danych zbieranych przez personel medyczny oraz informacji pochodzących bezpośrednio z prototypów. Taki model pracy pozwolił oceniać rozwiązanie nie tylko jako doświadczenie użytkownika, ale również jako narzędzie wspierające proces terapeutyczny i rozwój dalszych iteracji urządzenia.

              Zakres analiz w badaniu
              lęk i depresja: skale Becka, HADS i GAD,
parametry antropometryczne i bioimpedancja,
wydolność oddechowa oceniana spirometrycznie,
parametry dializy, w tym mocznik i Kt/V,
próbki laboratoryjne, m.in. interleukiny, FOXO, TNF, PCSK9 i IRIS.

            

Placeholder zdjęcia związany z testami klinicznymi projektu NefroVR. — Etap testów i obserwacji w środowisku docelowym.

Najważniejsze wyniki projektu

Materiały projektowe wskazują, że urządzenie NefroVR oraz wywołana przez nie aktywność ruchowa podczas hemodializy wpływały na zmniejszenie stężenia IL-1β, IL-4 oraz FOXO-1, co może świadczyć o ograniczeniu stanu zapalnego u pacjentów. Zaobserwowano również zmniejszenie objawów depresyjnych i lękowych oraz poprawę wydolności oddechowej.

W dokumentacji podkreślono także większy komfort podczas dializy, wynikający z odcięcia od bodźców szpitalnych, relaksacji i zastosowania mechanizmów dystrakcji. Projekt wskazuje również na możliwy pozytywny wpływ na regulację masy kostnej i poprawę gospodarki lipidowej, co otwiera dalsze kierunki badań i rozwoju rozwiązania.

Etap rozwoju i dalsze kierunki

NefroVR osiągnął poziom gotowości technologicznej TRL 8. Dokumentacja wskazuje, że III iteracja prototypu jest gotowa do produkcji, a IV iteracja pozostaje w zaawansowanym rozwoju. Zakończono już prace nad platformą nośną, automatyką, układem zasilania awaryjnego oraz oprogramowaniem, a urządzenie czeka na finalną obudowę ze stali nierdzewnej.

Raport z projektu rekomenduje dalsze zwiększanie poziomu automatyzacji, sztywności konstrukcji i stabilności rotora. Jednocześnie wskazuje, że komponent VR jest bardzo atrakcyjny motywacyjnie, jednak w warunkach typowego szpitala jego codzienna obsługa, konfiguracja, konserwacja i dezynfekcja mogą być zbyt obciążające dla personelu. Z tego powodu część rozwiązań immersyjnych może stanowić szczególnie wartościowy element oferty dla klinik prywatnych i zastosowań indywidualnych.

              Stan projektu w skrócie
              pozytywnie zakończone badania kliniczne i testy w środowisku docelowym,
zastrzeżony wzór przemysłowy i pełnia praw po stronie lidera projektu,
III iteracja jako baza wdrożeniowa, IV iteracja w dalszym rozwoju,
rozwój aplikacji, gier, biofeedbacku, telemedycyny i kolejnych wersji urządzenia.

            

Informacja o dofinansowaniu:
Nazwa projektu: "Prace badawczo-rozwojowe związane z opracowaniem urządzenia wspierającego hemodializę – NefroVR". Realizacja w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodniopomorskiego na lata 2014-2020, ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.