Saskaņā ar PVO datiem 2017. gadā pasaulē bija gandrīz 49 000 000 sepses gadījumu, no kuriem 11 000 000 bija letāli. Salīdzinot ar citiem biežākiem nāves cēloņiem, sepse ir patoloģija, ko bieži var efektīvi ārstēt – ja tā tiek savlaicīgi diagnosticēta. Tieši šeit talkā nāk Sepsiscan – ar ierīci, kas fotografē ādu un mēra asins mikrocirkulāciju.
Sepses monitorings – mikro- un makrocirkulācija
"Lielākā daļa infekciju pēc būtības ir lokālas un skar vienu orgānu – kā mēs esam pieraduši, piemēram, ja mums ir iesnas," skaidro anesteziologs-reanimatologs Sigita Kazūne. "Sistēmiski simptomi parasti neparādās. Tomēr pastāv iespēja, ka organisma reakcija uz infekciju kļūst tik ekstrēma, ka tiek bojāti dažādi attālināti audi – bieži nieres, bet var būt arī tik slikti kā plaušas vai smadzenes. Tāds ir mūsdienu skatījums uz to, kāpēc rodas sepse – dzīvībai bīstama patoloģija, ko var izraisīt jebkura veida infekcija (bakteriāla, virāla vai sēnīšu), padarot pacienta stāvokli nestabilu un strauji palielinot mirstības risku – aptuveni par 20%. Tomēr ir arī gaišā puse – pašreizējā medicīniskā izpratne par sepsi to uzskata par vienu no visvieglāk novēršamajiem nāves cēloņiem, savlaicīgi izmantojot antibakteriālo terapiju vai ķirurģisku iejaukšanos. Galvenais ir zināt, kad lokāla infekcija pāraug sepsē. Citiem vārdiem sakot – mums nepieciešama labāka agrīna diagnostika."
21. gadsimta sākumā jaunas zinātniskas publikācijas parādīja, ka agrīns asins mikrocirkulācijas (lielo asinsvadu) monitorings dod labus rezultātus sepses pacientu aprūpē. Tas nozīmē – jaukto venozo asiņu saturācijas, invazīvā asinsspiediena un asins laktāta līmeņa monitoringu. Tomēr pašreizējie pētījumi un dati liecina, ka maksimālais ieguvums, ko var iegūt no šīm monitoringa metodēm, jau ir efektīvi sasniegts. Tāpēc nākamais solis ir diagnostikā iekļaut mikrovaskulāras (mazo asinsvadu) metodes – lai analizētu, kas notiek audu līmenī. Pašreizējās metodes, kas spēj to izmērīt, ir vai nu ļoti vienkāršas un subjektīvas (rekapilarizācijas laika pārbaude ar hronometru), vai pārmērīgi sarežģītas (gļotādas videomikroskopija – eritrocītu plūsmas izpēte mutes gļotādas kapilāros).
Viena no agrīnajām sepses pazīmēm (īpaši pacientiem ļoti smagos gadījumos) ir ādas izmaiņa, ko sauc par marmorēšanos. Ādas krāsa kļūst zilgani violeta, parasti sākot attīstīties no ceļa apvidus, un ekstrēmos gadījumos tā izplatās uz visu ķermeni. Ja šo simptomu varētu pamanīt jau pašā sākumā un pārvērst izmērāmā lielumā – novērojot izmaiņas un to, cik tālu tās izplatās, vēl pirms tās kļūst redzamas ar neapbruņotu aci – tad būtu iespējams diagnosticēt sepsi ļoti agrīnā stadijā. Runājot žargonā, ir nepieciešama tehnoloģija, kas spēj izmērīt skābekļa saturu mikrocirkulācijas gultnē jeb to, cik efektīva ir skābekļa piegāde audiem.
de Bruyne, Bernard et al. "Microvascular (Dys)Function and Clinical Outcome in Stable Coronary Disease." Journal of the American College of Cardiology 67 10 (2016): 1170-1172.
Universitātes atvasinājums
2017. gadā S. Kazūne kopā ar Latvijas Universitātes Atomfizikas un spektroskopijas institūtu (LU ASI) sāka strādāt pie projekta ar mērķi izmantot spektroskopiskas metodes sepses pacientu monitoringam. Sākumā tas bija neliels pieteikums LU fondam – optiskas neinvazīvas hibrīdmetodes izstrāde sepses diagnostikai – kas veiksmīgi saņēma finansējumu, ļaujot uzsākt pirmos mērījumus ar pielāgotu hiperspektrālo kameru. Rezultāti bija daudzsološi un deva projekta komandai iespēju uzrakstīt pieteikumu Eiropas Reģionālā fonda finansējumam – iegūstot pietiekamus līdzekļus, lai varētu savākt papildu datus, veikt analīzes, apstrādāt rezultātus un iegādāties nepieciešamās detaļas, lai uzlabotu un pielāgotu aprīkojumu tieši šim mērķim – ļaujot izveidot pirmo prototipa ierīci.
Kad projekts bija pietiekami nobriedis, nākamais solis bija tehnoloģijas komercializācija. S. Kazūne strādā Traumatoloģijas un ortopēdijas slimnīcas Anestezioloģijas nodaļā, ir RSU Anestezioloģijas un intensīvās terapijas katedras docente un turpina piedalīties arī LU ASI projektos, tāpēc viņa uzsver: "Mana specialitāte ir klīniskā medicīna, un uzņēmējdarbība nav ne pazīstama joma, ne, strādājot trīs darbos, ir laika to apgūt."
2023. gada sākumā LU izsludināja izsoli par tiesībām uzņēmējiem iegūt licenci šīs tehnoloģijas turpmākai attīstīšanai un komercializācijai. Par laimi, projektam nebija jānonāk pie svešinieka. Didzis Rūtītis un Matīss Lācis divus gadus strādāja universitātes komandā un nolēma turpināt projektu, uzvarot izsolē un nodibinot jaunuzņēmumu Sepsiscan.
No labās – Matīss Lācis, Sepsiscan CTO, un Didzis Rūtītis, Sepsiscan CEO
Trešais prototips
"Mūsu pašreizējais mērķis ir pabeigt ierīces prototipu, kas miniaturizēts praktiskai lietošanai. Tas ir nepieciešams gan diezgan vienkārši komercializācijas nolūkos (lai to būtu viegli lietot un lai tā izskatītos labi), gan arī, lai varētu veikt plaša mēroga klīnisko pētījumu, kas nepieciešams, lai reģistrētu ierīci kā 2A klases medicīnas tehnoloģiju," saka Didzis, Sepsiscan izpilddirektors.
Pagājis tikai gads, taču uzņēmums ir sasniedzis ievērojamu progresu – pabeidzot Igaunijas akseleratoru Health Founders un saņemot pirmās investīcijas no Commercialization Reactor fonda. Šie svarīgie līdzekļi nepieciešami ne tikai tehnoloģijas attīstībai, bet arī dalībai nozares kongresos, inovāciju izstādēs un citās iespējās jaunam uzņēmumam. Medicīnas tehnoloģiju uzņēmumiem ir grūti piesaistīt investīcijas sākotnējos posmos, jo lielākā daļa investoru vēlas ātru izaugsmi un peļņu, taču jebkuru inovāciju ieviešana medicīnā ir lēns process. "Paralēli prototipa attīstībai mēs validējam ideju un komunicējam ar Eiropas slimnīcām un viedokļu līderiem mikrocirkulācijas tēmā, kuri varētu mūs atbalstīt ar zināšanām un tīklošanās iespējām. Tā kā investīcijas no tradicionālajiem jaunuzņēmumu investoriem nav viegli piesaistīt, mēs meklējam sadarbības iespējas ar farmācijas uzņēmumiem, kas izstrādā sepses medikamentus," skaidro Didzis.
Uzņēmums pašlaik strādā pie prototipa trešās versijas. Pirmā tika testēta slimnīcā ar 100 pacientu grupu – to nevarēja saukt par pilnvērtīgu klīnisko pētījumu, jo tas bija vairāk tehnoloģijas pilotprojekts. Tomēr iegūtie dati bija interesanti un daudzsološi, kā rezultātā tie tika izmantoti četru publikāciju izstrādē. Otrais prototips tika testēts tikai universitātes ietvaros, un pašlaik tas tiek uzlabots un miniaturizēts, lai kļūtu par trešo, tagad komerciālo prototipu, kas pēc tam tiks izmantots arī plaša mēroga klīniskajā pētījumā.
"Mēs esam konsultējušies ar dažādiem ārējiem pakalpojumu sniedzējiem, kas varētu mums palīdzēt sagatavot un veikt klīniskos pētījumus, kā arī iegūt ISO13485 sertifikātu, kas apliecina pacientu drošību. Mēs ceram pētījumu veikt starptautiski – protams, ir vieglāk runāt ar slimnīcām šeit, Latvijā, it īpaši, ja tās jau bija iesaistītas ierīces sākotnējos testos, taču vienlaikus ierīces testēšana citās valstīs paver durvis uz šo reģionu tirgiem un izpratni par to veselības aprūpes sistēmām un likumdošanas īpatnībām," saka Didzis. "Visbeidzot, Eiropā ir dažādas inovāciju atbalsta programmas, kas palīdz dziļo tehnoloģiju un medicīnas tehnoloģiju jaunuzņēmumiem. Ne tikai finansiāli, bet arī ar kontaktiem – atverot durvis sadarbībai ar labākajām slimnīcām."
Papildus nepieciešamībai veikt pētījumus ārpus Latvijas, Sepsiscan CTO Matīss skaidro: "Nepieciešami plašāki dati – ar dažāda veida cilvēkiem – mikrocirkulāciju var ietekmēt dzīve dažādos klimatiskajos apstākļos, un kameras darbību var ietekmēt dažāda ādas pigmentācija." S. Kazūne arī uzsver, ka, lai pārliecinātu speciālistus ārpus Latvijas, ka šis aprīkojums spēj veikt precīzus mērījumus un palīdzēt darbā ar sepses pacientiem, ir nepieciešams iegūt datus no daudzcentru pētījumiem.
Sepsiscan ierīce darbībā
Programmatūras nozīme
Sepsiscan ierīce darbojas kā ļoti jutīga kamera, kas spēj uzņemt zemādas audu attēlu – atspoguļojot mikrocirkulāciju, kas nav īsti redzama ar neapbruņotu aci. Tomēr ar to nepietiek – nepieciešams arī īpašs algoritms šīs iegūtās vizuālās informācijas apstrādei. "Mēs cenšamies atrast optimālu līdzsvaru starp aprīkojuma precizitāti un ātru, ērtu darbību," saka Matīss. "Piemēram, ārstam nevajadzētu nesamērīgi ilgi turēt ierīci pilnīgi nekustīgi. Turklāt svarīgs ir viegli lietojams digitāls interfeiss, tāpēc programmatūras izstrāde spēlē tikpat lielu lomu kā pati ierīce. Faktiski pašlaik nav plānotas lielas izmaiņas pašā ierīcē – liela daļa darba notiek tieši ar programmatūru."
Jaunuzņēmuma plānotais biznesa modelis apvienotu ierīces pārdošanu slimnīcām ar programmatūras abonēšanas modeli, kas ļautu to nepārtraukti uzlabot. Nākotnē ir arī liels potenciāls sākt izmantot mašīnmācīšanos, jeb tā saukto mākslīgo intelektu, ierīces darbības procesā. Tomēr Matīss uzsver, ka tas prasa daudz datu – kas būtu iespējams tikai tad, kad ierīce tiek aktīvi un plaši izmantota. Dati, protams, tiktu anonimizēti, un jo vairāk to būtu, jo vairāk mašīnmācīšanās palīdzētu Sepsiscan kļūt precīzākam attēlu apstrādē.
Pašlaik ierīces vērtība teorētiski vairāk slēpjas pacientu monitoringā – cilvēku ķermeņi var būt ļoti dažādi, un mikrocirkulācijas bāzes līmenis var atšķirties. To var izmērīt, kad pacients ierodas slimnīcā, un pēc tam regulāri monitorēt. Tomēr mašīnmācīšanās ļautu ārstam nekavējoties iegūt labāku priekšstatu par pacienta mikrocirkulācijas stāvokli.
Iespējas un šķēršļi
S. Kazūnes skatījumā galvenās Sepsiscan priekšrocības ir – iespēja ātri (ne ilgāk kā mērot temperatūru) un neinvazīvi iegūt datus par sepses pacienta stāvokli; ļaut neatliekamās palīdzības nodaļām labāk izlemt, kur pacientu labāk hospitalizēt – vienā no klīniskajām nodaļām vai intensīvās terapijas nodaļā; kā arī metodes specifiskums. Piemēram, gan asins laktāta analīze, gan Sepsiscan faktiski mēra to pašu – mikrocirkulācijas traucējumus. Bet augsts laktāta līmenis var nebūt sepses cēlonis, savukārt vāja skābekļa saturācija ādas mikrocirkulācijas asinsvados ir daudz specifiskāka sepses pacientiem.
Ir arī svarīgi, lai šādu jaunu diagnostikas metodi pavadītu atbilstošas izmaiņas terapijā. "Šodien sepses ārstēšana balstās uz skaidri noteiktiem makrohemodinamikas mērķiem," uzsver S. Kazūne. "Tomēr, ja mēs sākam analizēt mikrocirkulāciju, trūkst pētījumu par to, uz ko terapijā jātiecas – tas ir, mums nepieciešami dati, kas pierāda, ka, sasniedzot noteiktus mērķus, pacienta veselība ir uzlabojusies. Līdz tam ir grūti motivēt slimnīcas un ārstus mainīt pašreizējās vadlīnijas. Jo skaidrāki terapeitiskie mērķi, jo lielāks pieprasījums pēc šāda veida aprīkojuma."
No tehniskā viedokļa Matīss min, ka potenciāla komplikācija nākotnē ir aprīkojuma detaļu iegādes ķēde: "Mēs izvērtējam dažādus detaļu avotus, jo nevēlamies būt atkarīgi no viena piegādātāja. Ir svarīgi atrast pareizos sadarbības partnerus – it īpaši, kad ienāksim tirgū un mums būs jāražo 1000 ierīces."
Tomēr kopumā uzņēmuma dibinātāji ir optimistiski: "Mūsu pusē ir tas, ka pašreizējais medicīniskais skatījums uz sepsi ir mikrocirkulācijas mērīšana. Kā to izdarīt? Vēl nav vienprātības vai kopīga risinājuma. Mēs esam īstajā laikā un vietā, lai ienāktu tirgū. Bet tas nenotiks ātri – aptuveni gads, lai pabeigtu attīstības fāzi, nākamais – klīniskajam pētījumam, tad vismaz vēl gads ierīces reģistrācijai, un tikai pēc tam – ceļā uz tirgu."
- * *
Šis raksts tapis sadarbībā ar Medicus Bonus – Latvijas žurnālu veselības aprūpes speciālistiem – jaunā sērijā par veselības aprūpes inovācijām Latvijā. Ja esi ārsts, abonements ir bezmaksas – vienkārši raksti uz redakcija@medicusbonus.lv!