Bioimpedancyjne metody i aparatura w specjalistycznej diagnostyce medycznej układu krążenia, układu oddechowego oraz układu nerwowego

Informacja o efektach działalności naukowej mających znaczenie dla kreowania wpływu

Główną inspiracją do podjęcia badań nad zastosowaniami pomiarów impedancyjnych była potrzeba implementacji nieinwazyjnej metody przeznaczonej do ciągłej, ilościowej estymacji czynności hemodynamicznej w warunkach stacjonarnych i ewentualnie podczas normalnej aktywności badanego (np. w celu określenia skutków hemodynamicznych incydentów nieprawidłowej pracy serca, niemożliwych lub trudnych do identyfikacji metodami stanowiącymi złoty standard). Kolejnym celem podejmowanych badań było zastosowanie pomiarów impedancyjnych w ciągłej, ilościowej ocenie aktywności układu oddechowego w warunkach stacjonarnych (np. w domowym badaniu bezdechu sennego) oraz w warunkach dynamicznych (fizjologia wysiłku, medycyna sportowa, etc.). Innym wątkiem podejmowanych działań było rozwijanie metod spektrometrii impedancyjnej w celu nieinwazyjnego określania zmian przewodności zachodzących w badanych tkankach (np. nieinwazyjne badanie odrzucania przeszczepionego narządu). Szczególnym przypadkiem łącznego zastosowania nieinwazyjnej analizy czynności hemodynamicznej i oddechowej (współbieżnie z nieinwazyjnym ciągłym oszacowaniem ciśnienia tętniczego) jest ocena aktywności współczulnej części układu autonomicznego.

Najistotniejsze konkluzje prowadzonych badań zostały przedstawione w monografii, rozdziałach monografii i w pracach oryginalnych:

1. Istnieje możliwość rejestracji sygnału reokardiograficznego w warunkach ambulatoryjnych (rejestracji holterowskich), co pozwala w wybranych grupach pacjentów na oszacowanie skutków hemodynamicznych incydentów nieprawidłowej pracy serca, niemożliwych lub trudnych do identyfikacji metodami stanowiącymi złoty standard.
2. Istnieje możliwość dokonywania rejestracji sygnału reopneumograficznego w warunkach ambulatoryjnych (rejestracji holterowskich), co pozwala na ilościowe oszacowanie aktywności oddechowej u osób zdrowych. Planuje się prace nad wykorzystaniem tej metody w niektórych grupach pacjentów. 
3. Istnieje możliwość dokonywania analizy spektralnej (20 kHz - 500 kHz) bioimpedancji w czasie krótszym niż długość połowy jednego cyklu pracy serca.

  [6b] charakterystyka roli podmiotu w osiągnięciu efektów działalności naukowej (maksymalnie 1000 znaków ze spacjami dla każdej wersji językowej)

Prace nad metodami impedancyjnymi były realizowane w PW przede wszystkim przy wykorzystaniu grantów statutowych.

 [6c] opis bibliograficzny i streszczenie nie więcej niż 5 osiągnięć naukowych, o których mowa w §2 ust.10 pkt 4–6 (artykułów naukowych; monografii naukowych, rozdziałów w monografiach naukowych – autorstwo i redakcja), będących rezultatem badań naukowych lub prac rozwojowych, prowadzonych w okresie objętym ewaluacją jakości działalności naukowej albo przed tym okresem, ale zakończonych nie wcześniej niż w dwudziestym roku poprzedzającym pierwszy rok objęty ewaluacją jakości działalności naukowej (od 01.01.1997), jeżeli dowody tej działalności powstały w okresie objętym ewaluacją (01.01.2017-31.12.2021), ze wskazaniem głównych autorów tych osiągnięć, którzy są lub byli zatrudnieni w podmiocie albo odbywali kształcenie w podmiocie

(maksymalnie 500 znaków ze spacjami na każde osiągnięcie dla każdej wersji językowej);

UWAGA: Opis bibliograficzny i streszczenie osiągnięcia naukowego mogą uwzględniać adres strony internetowej, pod którym w dniu umieszczenia opisu wpływu w Systemie POL-on jest dostępne dane osiągnięcie.

Publikacje dotyczące medycznych zastosowań metod impedancyjnych; pracownicy PW zostali podkreśleni.

1.  Cybulski, G. (2021). Applications and Prospects for Impedance Cardiography: Stationary and Ambulatory Implementations. W P. Annus & M. Min, P. Annus & M. Min (Red.), Bioimpedance and Spectroscopy (ss. 191–220).
   Praca prezentuje syntetyczny opis reokardiografii impedancyjnej oraz wybranych zastosowań w warunkach stacjonarnych i  ambulatoryjnych.
2. Cybulski, G. (2011). Ambulatory Impedance Cardiography: The Systems and Their Applications. Springer.
   Jest to pierwsza monografia opisująca własny system do ambulatoryjnej kardiografii impedancyjnej, a także inne, zaproponowane przez kilku badaczy i pokazująca, głównie własne  możliwości zastosowania kardiografii impedancyjnej w sytuacjach dynamicznych.
3. Młyńczak, M., Kołodziejczyk, A., Krysztofiak, H., Ambroszkiewicz, G., Żyliński, M., & Cybulski, G. (2019). Cardiorespiratory profiling during simulated lunar mission using impedance pneumography. Biomedical Signal Processing and Control, 51(May 2019), 216–221.
   W pracy przedstawiono możliwości monitorowania profilu krążeniowo-oddechowego podczas symulowanej misji księżycowej za pomocą pneumografii impedancyjnej. Stwierdzono, że rozważane parametry mieszczą się w normalnym zakresie, zazwyczaj nieco gorszym niż średnia dla sportowców. Reakcje fizjologiczne są zgodne z oczekiwaniami. Pneumografia impedancyjna umożliwia pomiar parametrów ilościowych oddychania, takich jak objętość oddechowa i może być stosowana w warunkach dynamicznych.
4. Młyńczak, M., Niewiadomski, W., Żyliński, M., & Cybulski, G. (2016). Assessment of calibration methods on impedance pneumography accuracy. Biomedizinische Technik. Biomedical engineering, 61(6), 587–593.
   W pracy dokonano walidacji wyników parametrów oddechowych oszacowanych za pomocą pneumografu impedancyjnego własnej konstrukcji z wynikami uzyskanymi metodą pneumotachometrii (złoty standard), z uwzględnieniem pozycji ciała, częstości oddechu i jego głębokości.
5. Koźluk, E., Cybulski, G., Piątkowska, A., Zastawna, I., Niewiadomski, W., Strasz, A., Gąsiorowska, A., Kempa, M., Kozłowski, D., & Opolski, G. (2014). Early hemodynamic response to the tilt test in patients with syncope. Archives of medical science : AMS, 10(6), 1078–1085.
   Praca prezentuje możliwości wykorzystania metody reokardiografii impedancyjnej  w warunkach stacjonarnych do predykcji wyniku testu pionizacyjnego na podstawie oszacowania zmian parametrów hemodynamicznych w początkowym okresie kilku minut  testu.

Charakterystyka wpływu działalności naukowej, w tym której wyniki są przedmiotem komercjalizacji, ze wskazaniem związku między działalnością naukową a tym wpływem oraz grupy społecznej będącej beneficjentem tego wpływu i obszaru, na który działalność naukowa ma największy wpływ

Prace prowadzone w Politechnice Warszawskiej, chociaż ich wyniki nie były bezpośrednio komercjalizowane, dzięki wymianie informacji naukowej przyczyniły się do upowszechnienia przekonania o możliwości ambulatoryjnej rejestracji sygnału reokardiograficznego i pneumograficznego. Powstały one w ścisłej współpracy ze środowiskiem medycznym w renomowanych ośrodkach i  mają bardzo duży wpływ na społeczeństwo, ponieważ pozwalają opracować nowe metody diagnostyki układu krążenia i układu oddechowego, a także monitorowania stanu zdrowia pacjenta i efektywności stosowanej terapii. Nierzadko były to zastosowania pionierskie o charakterze przełomowym (np. prezentacja zapisu hemodynamiki u człowieka z zespołem stymulatorowym). Beneficjentami opracowanych na PW rozwiązań są osoby należące do wybranych grup pacjentów kardiologicznych badanych w jednej z renomowanych warszawskich klinik kardiologicznych oraz wybrane grupy sportowców wyczynowych (w tym kadry olimpijskiej) poddanych ocenie wydolności w Centralnym Ośrodku Medycyny Sportowej. Potencjalny zakres stosowania reokardiografii impedancyjnej u chorych z zaburzeniami układu krążenia to ocena upośledzenia funkcji hemodynamicznej u osób z większością typów arytmii, zaburzeniami kurczliwości mięśnia sercowego, zaburzeniami ortostatycznymi oraz pacjentów wymagających monitorowania efektów terapii hipotensyjnej. Biorąc pod uwagę znaczący odsetek w polskiej populacji osób z problemami kardiologicznymi, potencjalny zasięg wpływu jest bardzo duży. Podobnie w przypadku zastosowania pneumografii impedancyjnej można założyć, że ze względu na szerokie rozpowszechnienie bezdechu sennego w populacji, powstanie wysokie zapotrzebowanie na bezmaskowe urządzenia do monitorowania badanego w warunkach domowych, co może być badaniem alternatywnym dla uznanej metody polisomnograficznej, stosowanej wyłącznie w warunkach szpitalnych.

Wyniki prowadzonych badań pośrednio przyczyniły się do opracowania w innych ośrodkach urządzeń przeznaczonych do ambulatoryjnego monitorowania czynności hemodynamicznej (PhysioFlow Enduro) u osób dorosłych oraz czynności oddechowej u dzieci chorych na astmę.

Informacja, czy wpływ powstał w wyniku interdyscyplinarnych badań naukowych lub prac rozwojowych, oraz charakterystyka znaczenia interdyscyplinarności badań naukowych lub prac rozwojowych dla powstania tego wpływu

Opisywane osiągnięcia nie byłyby możliwe bez ścisłej współpracy ze specjalistami z wybranych obszarów medycyny oraz biologii medycznej, dzięki której możliwe było weryfikowanie opracowywanych metod i urządzeń.

Objaśnienia:

* (pkt 2 i 6) – w czasie przygotowywania opisów należy mieć na uwadze stosowanie „słów kluczy”, odpowiednio dobranych fraz, które byłyby pomocne ekspertom w przyznaniu punktów. Np. jeżeli dany wpływ obejmuje nie tylko teren Polski, należy w opisie stosować określenie „zasięg międzynarodowy”; w przypadku wyjątkowo wielkiej wagi wpływu, należy w opisie stosować określenie „wpływ o przełomowym znaczeniu”.

** (pkt 3) – badania związane z powstaniem wpływu muszą zakończyć się nie wcześniej niż w dwudziestym roku przed okresem ewaluacji, zatem jest to okres 1997-2017. Badania te mogą również obejmować okres ewaluacji, czyli lata 2017-2021. Sam wpływ na społeczeństwo i/lub gospodarkę musi zostać ujawniony w okresie ewaluacji, czyli w latach 2017-2021. Należy podać, w którym roku z okresu ewaluacji został ujawniony ten wpływ społeczny. Np. badania trwały od roku 2005 do roku 2014 – czyli przed ewaluacją, a wpływ społeczny powstał w roku 2019 czyli w roku objętym ewaluacją.

*** (pkt 5a) – od liczby N uzależniona jest liczba opisów wpływu w danej dyscyplinie:

1) 2 opisy wpływu – jeżeli liczba N w tej dyscyplinie jest nie większa niż 100,00;

2) 3 opisy wpływu – jeżeli liczba N w tej dyscyplinie wynosi od 100,01 do 200,00;

3) 4 opisy wpływu – jeżeli liczba N w tej dyscyplinie wynosi od 200,01 do 300,00;

4) 5 opisów wpływu – jeżeli liczba N w tej dyscyplinie jest większa niż 300,00.

UWAGA: „nadmiarowe” opisy wpływu nie zaliczą się do ewaluacji, natomiast za każdy „brakujący” opis wpływu, niż wynika to z liczby N, przyznane będzie 0 pkt., co będzie miało negatywny wpływ na ostateczną punktację za kryterium nr 3 (poprzez obniżenie średniej arytmetycznej punktów za opisy).

**** (pkt 5a-5d) – ewaluowane podmioty zobligowane są do ustalenia kolejności opisów wpływu, co będzie równoznaczne z ustaleniem ich hierarchii.

***** (pkt 5d) – w zapisie „w związku z utworzeniem innego podmiotu w celu komercjalizacji wyników badań naukowych lub prac rozwojowych” chodzi o sytuację, w której PW utworzyła odrębny podmiot na potrzeby komercjalizacji badań. Podmiotem takim może być np. spółka spin-off. Natomiast nie może to być np. CZIiTT, który jest wewnętrzną jednostką ewaluowanego podmiotu, jakim jest Politechnika Warszawska.