Szakdolgozati témának indult az egész, a legidősebb fiú, Havlik Tamás fél évig foglalkozott vércukorszintadatok elemzésével. Olyan genetikus algoritmust akart készíteni, amely a meglévő adatok alapján valamiféle rendszert mutat ki, és egyéni választ ad az személyes értékekre. A hónapok alatt azonban kiderült, hogy az adatok számát bővíteni kell, komolyabb fejlesztések és talán más program szükségesek ahhoz, hogy valóban ütős eredményű applikáció legyen belőle, és a betegeket közvetlenül kell elérni, hogy a program képes legyen egyénre szabott segítséget adni.
A munkába itt már Marcell is bekapcsolódott, a középső fiú. A programozás volt a mindene, különösen foglalkoztatta az adatbányászat. Akkor még a legkisebb testvér, Károly épp a másodéves vizsgáira, az élettanra tanult az orvosi egyetemen, csak fél füllel hallgatta a testvérei beszélgetését. Harmadéves volt, amikor a belgyógyászat tantárgyak előkerültek, és a cukorbetegségről is tanult.
„Ekkor már nem volt kérdés, én is belefolytam a munkába – emlékszik vissza Károly. – Ők éjjel-nappal ezzel foglalkoztak, én az egyetem mellett csak célirányosan tudtam, a szabadidőmben. A bátyáim szeretnek adatokat elemezni, a cukorbetegség területén pedig sok adat van kihasználatlanul.
Tamás, Károly és Marcell
A cél a DiabTrend nevű programunkkal az, hogy a cukorbetegség terápiáját megújítsuk, a vércukorszintet úgy alakítsuk egy naplózó alkalmazással, hogy a mindennapi történések legyenek összhangban az inzulin adagolásával. Egy cukorbeteg mindennap méri a vércukorszintjét, amit befolyásol az étkezése, a fizikai aktivitása, de közbeszólhat a stressz is. Az inzulin adagolása pedig ehhez is igazodik.
„Bár naplózási lehetőségek most is vannak, a programmal felhasználónk számára 6 órás vércukorszint-előrejelzést adunk. Erre eddig nem volt lehetőség. Az előrejelzés a folyamatosan naplózott adatok felhasználásával, egy tanuló algoritmus segítségével történik. Mindez azt jelenti, hogy az első tíz nap (kalibrációs időszak) alatt a bevitt értékek alapján a rendszer megtanulja minden felhasználó szervezetének egyedi viselkedését, paramétereit, majd azok alapján, és az újabb mérési adatokat felhasználva az algoritmus képes folyamatos vércukorszint-előrejelzést adni, személyre szabott módon.”
A Falling Walls LabBudapest versenyen, amelynek idén a BME adott otthont, különböző érdekes problémák megoldásaival jelentkeztek a versenyzők. A Magyar Tudományos Akadémiával (MTA) együtt szervezett hazai eseményre ifjú kutatók és szakemberek pályázatát várták újító ötleteikkel. Hogyan lehetne megvédeni egy várost a drón-terrorizmustól? Miként lehetne a feketegazdaságot visszaszorítani, vagy a fennakadások csökkentése a mindennapi közlekedésben? Ugyanakkor a három első helyezett mégis egészségügyi témára adott válaszával nyert – és ezen a versenyen is első helyet nyert a Havlik fivérek találmánya. A második helyezett Fülöp Ádám, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) mérnökinformatikus mesterszakos tanulója lett, aki a vakok és gyengénlátók számára létrehozott GlovEye nevű olvasóeszközt mutatta be. Ennek segítségével az írott szöveg Braille-írássá alakul, így visszaadja a látássérültek számára az olvasás örömét. A harmadik helyezett Dávid Bálint, a BME Gépészmérnöki Kar (GPK) alapszakos mechatronikai mérnökhallgatója lett, aki projektje témájául a laparoszkópia forradalmasítását választotta.
Mennyit aludtál? Mit ettél?
A program elég sok mindenre kíváncsi, ami befolyásolhatja a vércukorszintet. Az előrejelzéshez jelenleg szükséges megadni a mért vércukorszintértékeket, a bevitt inzulinmennyiséget, az elfogyasztott ételeket (listából kiválasztva), az alvás kezdetét és időtartamát, valamint a különböző sporttevékenységek kezdetét, időtartamát, illetve intenzitását. A DiabTrend motorja egy algoritmus, amely képes felismerni mintákat és összefüggéseket a vércukorszint változásában és ezekkel előrejelzést adni.
„A későbbiekben automatizáljuk ezek bevitelének folyamatát, mert az macerás lenne, hogy mindenki kézzel pötyögje a sok adatot, mindennap – mondja Károly. – A telefon képes szenzorosan mérni a mozgást, bluetooth-szal át lehet vinni a vércukorszintmérés eredményét. A véletlen faktorok pontosabb kiszűrése érdekében jövőbeli célunk, hogy a tápanyagbevitelt részletesebb felbontással vegyük figyelembe, okosóra használatával több és pontosabb adathoz jussunk, illetve figyelembe vegyünk egyes időjárási adatokat is. Mindannyiunk szervezete különböző. A rendszer mindenki számára személyre szabja az előrejelzést készítő algoritmust, így javítva annak pontosságát.”
Az adabeviteli lehetőség offline üzemmódban is rendelkezésre áll, a predikció eléréséhez azonban internetkapcsolatra is szükség van. Az eddigi felmérések szerint az első 10 napban körülbelül napi 10-12 mérésre lenne szükség, ez alatt a rendszer megtanulja a személyre szabott paramétereket, majd a kalibrációs időszak után napi 4-5 méréssel képes folyamatos előrejelzést adni.
Miért jó az okos naplózás?
A DiabTrend egy olyan, cukorbetegek számára készült okos naplózó alkalmazás, amely az adatok folyamatos elemzésével felügyeli a vércukorszintet és figyelmeztet annak veszélyes változásaira.
Miért lehet hasznos az alkalmazás?
• Folyamatosan felügyeli a vércukorszintet
• 10 nap használat után 6 órás előrejelzés a jövőbeli vércukorszint ingadozásoddal kapcsolatban
• Az orvos számára áttekinthető adatsort ad
• Inzulinpumpával együtt használva fokozza az inzulinpumpa hatékonyságát
Ne legyenek komplikációk, ne legyen kóma
Az 1-es típusú, inzulinos cukorbetegek számára készült a program. A cukorbetegség esetében a hasnyálmirigy inzulintermelő sejtjei elpusztultak, ezért az inzulint kívülről kell pótolni. Ha ez nem történik meg, a vércukor nem tud a sejtekbe bejutni, a vérben marad, és nagyon magas vércukorszintet ad. A sejtek éheznek, a fehérjét és a zsírokat is cukorrá alakítják. A vizelettel távozó cukor és a nagy mennyiségű folyadékvesztés kómát és kiszáradást okozhat. Pont ezért jellegzetes tünet a gyakori vizelési inger, a fogyás vagy az állandó szomjúság. Ha a programot használni tudják a betegek, a naplózás segítségével előre megjósolható lesz, hogyan alakul a vércukorszintjük. Jelenleg az a bináris terápia működik, hogy a szénhidrát növeli a vércukrot, az inzulin meg csökkenti. A valóságban viszont ez egy sokkal összetettebb folyamat. Ha valaki mozog, már másképp alakul minden, mintha nem sportolna napi rendszerességgel. Az egyik beteg egy gombóc fagyiért lenne oda, a másik inkább enne két szelet kenyeret a lecsóhoz. Nem lehet leegyszerűsített táblázatokban gondolkozni, az igazi az lenne, ha a terápia teljesen egyénre szabottként működne.
És hogy mikor lesz elérhető a program?
Jelenleg még tart a tesztelés, szeptemberben lesz még egy tesztelési fázis, de ha minden jól megy, novembertől már használhatják a betegek.
