Prof. Rosina: Propojit medicínu s technikou se na FBMI daří čím dál lépe

Přestože je druhou nejmladší fakultou Českého vysokého učení technického (ČVUT), za necelé dvě dekády své existence si vydobyla respekt a neustále rostoucí zájem – jak ze strany uchazečů, tak vědců medicínských i technických oborů. „Nejnověji máme úspěchy při léčbě postcovidových pacientů pomocí vysokovýkonné laserové terapie k minimalizaci následků covidových pneumonií,“ říká prof. MUDr. Jozef Rosina, Ph.D., MBA, děkan Fakulty biomedicínského inženýrství (FBMI) ČVUT sídlící v Kladně, který je prvním profesorem biomedicínského inženýrství v ČR. Působí zároveň na 3. LF UK, kde vede Ústav lékařské biofyziky a lékařské informatiky.

• Kam se biomedicínské inženýrství v ČR posunulo za více než patnáct let, co funguje vaše fakulta?

Nepochybně se již stalo integrální součástí diagnostické a terapeutické medicíny v širokém spektru činností. Dynamický rozvoj lékařství určuje směry, kterými se biomedicínské inženýrství ubírá, a naopak, objevy v oblasti biomedicínského inženýrství umožňují další rozvoj medicíny. Dobře je to vidět na spektru našich vědeckých týmů. Významně jsme se přitom zapojili i do výzkumu nových témat, například v neurovědách, kardiologii či oftalmologii, stále více bádáme v oblasti onkologie, bioreaktorů pro tkáňové a orgánové náhrady nebo třeba robotické rehabilitace. Zároveň pracujeme na vývoji nanokompozitních a nanokrystalických materiálů pro implantologii, nanosenzorů, nekonvenční umělé plicní ventilace, biometrických systémů či simulací v medicíně, zabýváme se otázkami telemedicíny a diabetu, bioelektromagnetismu apod.

Nejnověji máme úspěchy při léčbě postcovidových pacientů pomocí vysokovýkonné laserové terapie k minimalizaci následků covidových pneumonií. Tento typ záření se ukazuje být účinnou léčebnou metodou, která dokáže transformovat jizvy v plicní tkáni zpět na elastickou funkční tkáň. Uvidíme, jaké nové výzvy nám zítřek připraví.

• Zdá se tedy, že FBMI snese mezinárodní srovnání, je to tak?

Myslím si, že jsme za těch šestnáct let života dokázali skutečně hodně. Vědecké a výzkumné práce našich kolegů jsou publikovány ve velice kvalitních světových odborných časopisech, máme mezinárodní patenty, užitné vzory, jsme zváni na různé kongresy, přijíždějí k nám významní hosté ze zahraničí… Jsem přesvědčen, že se v evropském měřítku neztrácíme. Ostatně, velmi kladně hodnotil naše výsledky i Mezinárodní evaluační panel, který detailně zkoumal ČVUT. Tento panel se zřizuje za účelem hodnocení vysokých škol a všichni jeho členové byli zahraniční odborníci.

O tom, že naše fakulta má své renomé, svědčí i fakt, že právě v této době působí expertní tým našich pracovníků v Kambodži, kde dokončuje s podporou České rozvojové agentury dvouletý projekt, který iniciovalo tamní ministerstvo zdravotnictví a jehož cílem je zavedení vysokoškolského oboru biomedicínského inženýrství na kambodžských univerzitách.

• Které pracoviště je pro vás v oboru biomedicínského inženýrství tím „top“?

Spolupracujeme se spoustou skvělých zahraničních univerzit, ale kdybych měl rychle jmenovat jednu z těch nejlepších, byla by to RWTH Aachen University v Německu, jež klade důraz na interdisciplinární výzkum. Jedná se o vysokou školu, která aspiruje na nejlepší technickou univerzitu v Německu a na jednu z pěti nejlepších v Evropě.

• Máte za sebou zhruba rok v čele FBMI. Jaký byl – kromě toho, že byl covidový?

Tak jako dění v celé republice, zasáhla pandemie i vysoké školství. Jsem rád, že tuto situaci zvládáme nadále se ctí a že naše fakulta prokázala svou opodstatněnost i v tomto období. Doslova celý svět o nás ví díky nouzovému plicnímu ventilátoru CoroVent, který získal americkou certifikaci, jež představuje základní parametr umožňující využití tohoto typu ventilátorů ve zdravotnických zařízeních. Skupina vědců kolem profesora Roubíka v průběhu několika týdnů připravila speciálně pro covidové pacienty ventilátor, který se používá na jednotkách intenzivní péče, a na konci dubna 2020 začala jeho sériová výroba.

Naši studenti – podobně jako studenti lékařských či zdravotnických fakult – pracovali v „první linii“ při odběrech, trasování nebo jako záchranáři. Výuka naštěstí probíhala bez problémů, vědecko‑výzkumné práce pokračovaly, máme nové profesory a docenty, podali jsme akreditace nových studijních programů. Prostě standardní rok v trochu jiných podmínkách…

Možná je to ale vhodný okamžik, abych studentům poděkoval za jejich práci, postoje a další mimoškolní aktivity. Máme úspěšné sportovce, medailisty z olympijských her, mistry světa. Každoročně absolvujeme spolu s kladenskými seniory tradiční běh Kladno–Lidice. Loni v prosinci jeden náš student zachránil dva životy v Dominikánské republice a jeho kolegové zase hromadně darovali krev – reagovali tak na její nedostatek v Oblastní nemocnici Kladno. Na začátek března připravujeme spolu s 3. LF UK a s hasičským záchranným sborem mimořádnou akci náboru dárců kostní dřeně. Když k tomu připočteme majálesy, plesy a podobné akce, kterých je bezpočet, je zřejmé, že můžeme být na naše studenty hrdi.

• Mimochodem, jako děkan působíte již podruhé. Říká se, že dvakrát nevstoupíš do stejné řeky, ale vy jste vstoupil. Proč?

Vyslyšel jsem přání kolegů na fakultě i z ČVUT a Univerzity Karlovy. Zdá se, že mé předchozí osmileté působení ve funkci děkana bylo chápáno pozitivně – bylo to období rozvoje a vzniku několika nových studijních programů. Kolegové zároveň chtěli, abych převzal odpovědnost v době, kdy chceme v daleko širším měřítku nastartovat vědu a rozšířit naše řady o další docenty a profesory. Jsem přesvědčen, že tyto úkoly zvládneme.

• Jaký je vůbec o studium na vaší fakultě zájem? Není překážkou, že FBMI sídlí v Kladně, mimo klasická univerzitní města?

V současnosti máme více než 1 800 studentů a v akademickém roce 2021/2022 jsme poprvé překročili číslo 2 000 přihlášek ke studiu. Protože můžeme přijmout pouze třetinu uchazečů, ukazuje to, že zájem o studium na naší fakultě je značný, a každým rokem počet přihlášek narůstá. Domnívám se, že pokud by FBMI sídlila v Praze, byl by zájem ještě větší. Na druhé straně, být fakultou v Kladně znamená možnost podávat projekty do některých výzev EU, na které pražské fakulty nedosáhnou. Z evropských dotací jsme například zrekonstruovali „hlavní“ budovu na Sítné, známou jako KoKos (pozn. red.: zkratka pro „komunistický kostel“, lidové pejorativní označení používané pro budovy stavěné v 70. a 80. letech 20. století jako okresní a krajské sekreta­riáty KSČ). Díky městu Kladnu pak prošla rekonstrukcí i naše druhá budova v bývalých lidických kasárnách, kde jsme minulý rok koupili za symbolickou korunu třetí budovu, kterou chceme začít renovovat letos. Pochlubit se můžeme také moderním přístrojovým vybavením našich laboratoří. To vše umožní další rozvoj fakulty. V Kladně je nám zkrátka dobře – a i nadále bude „domovem“ FBMI.

Neobejdeme se samozřejmě bez spolupráce s nemocnicemi a lékařskými fakultami. Učitelé z fakultních nemocnic a dalších zdravotnických zařízení k nám jezdí učit, naši studenti tam naopak dojíždějí na praxe. Smlouvy máme podepsané s desítkami pracovišť, fungují dlouhodobě a jsou oboustranně výhodné.

• Daří se vám propojovat studenty techniky s mediky nebo se studenty jiných zdravotnických oborů?

Těší mě, že se to daří. Neoficiálně je to jednoduché, protože na akcích, jako jsou Prvák party, ples, majáles a další, kde bývá až okolo tisícovky mladých lidí najednou, je – jak jistě všichni chápeme – ideální prostředí pro neformální kontakty budoucích techniků s budoucími zdravotníky.

Nicméně i v průběhu výuky absolvují studenti technických programů dostatek základních lékařských předmětů včetně praktických cvičení v nemocnicích, a naopak, naši vyučující technických předmětů přednášejí vybrané kapitoly studentům zdravotnických programů.

• A učíte raději techniky, nebo mediky?

Rád učím ty, kteří mají zájem o poznání. A je jedno, zda jsou to studenti z ČVUT, nebo z UK. Naštěstí se na obou univerzitách stále najdou tací, které studium baví a chtějí se vzdělávat. Na základě své vlastní zkušenosti si myslím, že student lékařské fakulty nemusí mít tak velký talent, ale musí mít o to větší píli. Kvanta učiva, která musí vstřebat, jsou totiž enormní. Kdežto student technické univerzity nepotřebuje tolik píle, ale o to více talentu. Aby uměl aplikovat matematiku, fyziku, geometrii, prostorové vnímání a podobně. Já mám bratra, dvojče, který úspěšně ukončil matfyz – a tehdy jsem poznal rozdíl mezi námi. Já jsem se učil na zkoušku z patologie šest týdnů čtrnáct hodin denně, on se učil na matematiku tři dny pět hodin denně. A oba jsme zkoušku udělali stejně dobře.

• Kolik studentů vlastně absolvuje FBMI?

„Úmrtnost“ na naší fakultě je – pro někoho možná překvapivě – o dost vyšší než na 3. LF UK. Přibližně 35 procent studentů, kteří nastoupí do prvního ročníku, zejména bakalářského studia, nejde k promoci. Zatímco na zmíněné lékařské fakultě jich odpadne asi desetina.

• Co všechno mohou biomedicínští technici či inženýři zdravotnickým týmům, respektive zdravotnickým zařízením nabídnout?

Od prvního dne svého působení na FBMI jsem si přál, aby se naši technici a inženýři stali neoddělitelnou součástí všech zdravotnických zařízení a abychom je my, lékaři, brali jako rovnocenné partnery. To se naplnilo měrou vrchovatou. Medicína 21. století je neskutečně složitá technologicky, na to už sami lékaři nestačí. Proto bylo nutné začít vychovávat odborníky, kteří budou schopni s technikou pracovat a zároveň budou zvládat „lékařský jazyk“, aby si obě profese porozuměly.

Snad každý měsíc dostavám e‑maily s požadavkem na tyto specialisty. Nedávno jsem jeden takový dostal od děkana 3. LF UK profesora Petra Widimského, který je zároveň přednostou Kardiologické kliniky FN Královské Vinohrady, s prosbou, že by tam potřebovali nejméně čtyři naše absolventy. Starat by se měli mj. o nastavení kardiostimulátorů a ostatních implantabilních elektronických přístrojů.

A co dalšího naši absolventi nabízejí? Například materiály pro implantáty a tkáňové inženýrství, pomocí kmenových i jiných buněk jsme schopni vytvořit orgánovou nebo tkáňovou náhradu pacientovi přímo na míru. Dále jsou to různá řešení pro měření, přenos, online zpracování, zobrazování a archivaci biologických signálů v reálném čase, rehabilitační postupy vedoucí ke zlepšení funkčních schopností pacienta, přístrojové vybavení a metody pro lékařskou terapii a diagnostiku založenou na bázi interakce elektromagnetického pole s biologickými systémy apod.

• Stala se tedy pracoviště biomedicínského inženýrství už běžnou součástí tuzemských nemocnic?

Masivněji se začala objevovat zhruba před patnácti lety, tedy poté, co do ČR přišly dotace ze strukturálních fondů EU a s nimi neuvěřitelné peníze na zdravotnictví, na technologické celky. Tehdy se nemocnice doslova rozšouply, kupovaly CT přístroje, magnetické rezonance, robotické systémy, a zároveň pochopily, že musejí nabrat specialisty, kteří budou schopni složitou techniku spravovat. Jen pro zajímavost, například oddělení biomedicínského inženýrství FN v Motole má na starosti asi 3 500 přístrojů.

• Kromě výuky biomedicínského inženýrství nabízí FBMI poměrně široké spektrum bakalářských i magisterských studijních programů, které pokrývají různé oblasti medicíny a zdravotnictví. Nechybějí mezi nimi ani docela specifické programy, jako jsou Bezpečnost a ochrana obyvatelstva a Civilní nouzové plánování. Jaký je o ně zájem?

Ve svém prvním funkčním období jsem chtěl při plánování studijních programů pokrýt zejména technické a zdravotnické obory. Moji kolegové pak přišli s návrhem akreditovat i program Bezpečnost a ochrana obyvatelstva. A musím říci, že to bylo fantastické rozhodnutí. Naše fakulta tak stojí ne na dvou, ale na třech silných pilířích. O významu tohoto programu svědčí to, že bakalářské studium funguje jak v prezenční formě, tak i ve formě distanční, kterou v rámci zvyšování kvalifikace využívá již mnoho zkušených lidí z praxe – ať už jde o členy hasičského záchranného sboru, armády, policie, nebo bezpečnostní informační služby. Jejich výuka mě opravdu baví, protože se při přednáškách hodně ptají a diskutují. A to je příjemné učení.

Akreditováno máme i navazující magisterské studium pod názvem Civilní nouzové plánování, a to také v prezenční a kombinované formě. Nicméně jsme šli ještě dále a akreditovali jsme i doktorský program Civilní nouzová připravenost s několika hotovými Ph.D. absolventy. V blízké budoucnosti připravíme podklady se žádostí o možnost udělovat docentury a profesury v tomto oboru. To je vlastně maximum toho, co fakulta může dosáhnout a co se nám zatím podařilo pro jeden studijní program – Biomedicínskou a klinickou techniku.

• O které zdravotnické obory je největší zájem?

Spolu s ochranou obyvatelstva zahrnují zdravotnické studijní programy v současnosti 70 procent studentů FBMI. Ukázalo se, že díky pandemii covid‑19 se nejvíce zvýšil zájem o zdravotnické záchranářství, protože i mladí lidé viděli a pochopili, jak moc důležitá je urgentní medicína a co vše záchranáři umějí. Ale zaznamenali jsme i vyšší počet přihlášek do oboru laboratorní diagnostiky, což patrně zase souvisí s covidovým testováním. Tradičně je pak naším nejsilnějším bakalářským studijním programem fyzioterapie, kam se každým rokem hlásí okolo 500 uchazečů a přijmout můžeme ani ne třetinu z nich. Poptávka převyšuje nabídku opravdu enormně.

• Fyzioterapii lze přitom studovat na mnoha jiných fakultách, ať už lékařských, nebo zdravotnických.

Velkou výhodou naší fakulty je spolupráce s mnoha specializovanými pracovišti, nevyjímaje Rehabilitační ústav Kladruby, kde absolvují praxi všichni naši studenti fyzioterapie. Dalším velkým benefitem je unikátní, komplexně vybavená Laboratoř robotické fyzioterapie, kterou jsme otevřeli v prosinci 2019 a kde doslova měníme lidské životy. Máme zde totiž špičkové robotické technologie v hodnotě asi 30 milionů korun, které slouží pro terapii obnovy chůze či úchopových funkcí ruky u nemocných s neurologickými a posttraumatickými diagnózami či jinými poruchami pohybového aparátu. Studenti tak mají možnost seznámit se s nejmodernějšími přístroji nejen v rámci výuky, ale někteří také při svých bakalářských pracích, kdy pracují s konkrétními pacienty a sledují jejich pokroky.

V souvislosti s otevřením této laboratoře se nám začali spontánně ozývat lidé s nejrůznějšími onemocněními v naději na zlepšení jejich zdravotního stavu. Mezi prvními byla studentka 1. LF UK, která si ze stáže v Keni přivezla závažnou infekci, získanou patrně poraněním od tamní nakažené opice. Vinou toho mladá žena upadla do kómatu, byla transportována do VFN v Praze a připojena na mimotělní oběh. Kvůli masivnímu krvácení do mozku přišla o značnou část mozečku, který jí byl vyoperován v motolské nemocnici. Z naprosto zdravé studentky se stala těžce nemocná neurologická pacientka, která se znovu učila chodit, psát i mluvit. Asi rok a půl po této události začala až z Pardubicka denně dojíždět do naší laboratoře na terapii, která mnohdy trvala i déle než čtyři hodiny. Poprvé přišla s chodítkem a podporou obou rodičů, po třech týdnech už byla schopná samostatné chůze po chodbách a po pěti týdnech vyšla schody do druhého patra bez opory o zábradlí. Tuto mladou ženu tedy kolegové opravdu postavili na nohy, takže se stala absolutně soběstačnou.

Dlouhodobě spolupracujeme i s kladenským denním stacionářem Druhý život, kde se potkávají lidé s neurologickými onemocněními po úrazech páteře, CMP, s roztroušenou sklerózou a další. Těmto pacientům nabízíme možnost roboticky asistované rehabilitace v rámci probíhajících klinických studií. Nově se rovněž staráme o hokejovou mládež klubu Rytíři Kladno, kdy mladým hokejistům radíme, jak by měli správně cvičit, držet tělo apod., aby se zlepšila jejich výkonnost.

• Pojďme od emotivních lidských příběhů k výzkumu, který je nedílnou součást FBMI. Jedním ze zajímavých témat je problematika nanomateriálů pro implantologii a biomedicínu, a to i s ohledem na fakt, že v Kladně má dlouholetou tradici výroba nástrojů a endoprotéz pro kostní chirurgii. Jakým směrem se tedy vývoj biokompatibilních materiálů ubírá?

S kladenskými firmami samozřejmě úzce spolupracujeme. Na fakultě připravujeme a studujeme tenké vrstvy biokompatibilních materiálů, které mají tloušťku v rozsahu od jedné atomární vrstvy až do několika desítek mikrometrů a obvykle mění fyzikální, mechanické i chemické vlastnosti substrátu. Nános tenké vrstvy se využívá pro zvýšení užitných vlastností – například hydroxyapatit pro lepší oseointegraci zubních nebo kloubních implantátů, diamantu podobný uhlík pro lepší biokompatibilitu, tedy minimalizaci imunitní odpovědi a tření kloubních náhrad, stentů či srdečních chlopní, oxid titaničitý pro fotokatalytické a antibakteriální aplikace u lékařského vybavení nebo organické a polymerní materiály pro senzory a tkáňové inženýrství. Povrch materiálů pro implantologii modifikujeme jak mechanicky, tak laserovým zářením a pomocí plazmatu.

A ještě drobný dodatek. Po profesoru naší fakulty Antonínu Fojtíkovi, celosvětově uznávané kapacitě v oboru nanotechnologií, byla dokonce pojmenována mezinárodní cena. Udělována je za významnou objevnou vědeckou publikaci nebo průlomový výsledek výzkumu v oblasti laserové syntézy a využívaní nanotechnologií v biomedicíně.

• Pokud se týká systému zdravotnictví, zaměřujete se například na „health technology assessment“ (HTA). Čemu konkrétně se věnujete a co můžete českému zdravotnictví nabídnout?

Na fakultě pracuje skupina odborníků zabývající se hodnocením zdravotnických technologií, systémy poskytování a financování zdravotní péče nebo ekonomikou a managementem zdravotnictví. Tým vznikl okolo magisterského studijního programu Systémová integrace procesů ve zdravotnictví a soustřeďuje se zejména na HTA aplikované na zdravotnické prostředky v podmínkách ČR. Využívá přitom expertní znalosti pracovníků celé fakulty a synergii, kterou přináší spolupráce s týmy zaměřenými na biomedicínské inženýrství a lékařskou techniku. Mezi řešené okruhy patří mj. efektivní nákup, rozmístění a využití nákladné zdravotnické techniky, vliv zájmových skupin na zdravotní systém nebo zavádění moderních metod řízení do zdravotnictví.

O tom, že jsme skutečně dobří, svědčí fakt, že ministerstvo spravedlnosti potvrdilo odbornou erudici týmu našich kolegů zapsáním do seznamu znaleckých ústavů, a to s širokým rozsahem znaleckého oprávnění, kam patří i HTA. V rámci této činnosti nabízíme klientům zpracování znaleckých posudků, expertiz a odborných stanovisek včetně poskytování poradenství v biomedicínském inženýrství.

• Daří se vám transfer technologií a komercionalizace poznatků?

Domnívám se, že i v tomto směru jsme stále lepší. Naše patenty v oblasti biotelemetrických systémů, kvantifikace hodnocení rehabilitačního procesu, telemedicíny a diabetu, tísňových komunikačních systémů, vakuově kompresní terapie, polohovacího zařízení pro robotickou terapii a další jsou úspěšné i po stránce komerční.

Za všechny uvedu jeden příklad. Protectu je asistenční služba vzdálené pomoci pro osoby, které se mohou ocitnout v život ohrožující situaci nebo v nouzovém stavu, kdy si nedokážou pomoci samy. Vhodná je pro jedince se zdravotními nebo pohybovými problémy a pro seniory. Prostřednictvím chytrého zařízení, které uživatel nosí u sebe, je v nepřetržitém kontaktu s týmem asistentů připraveným pomoci 24 hodin denně 7 dní v týdnu. V případě nouze může stisknout červené tlačítko, a spojit se tak přes mobilní síť s operátorem, se kterým se domluví na nejvhodnějším způsobu asistence. Díky pokročilým funkcím dokáže systém automaticky rozpoznat některé krizové situace, jako je třeba delší nehybnost.

• Čeho byste chtěl během svého funkčního období na fakultě dosáhnout, co by si ještě zasloužila?

Rozhodně by si zasloužila další prostory. Asi jen málokdo v roce 2005 při vzniku FBMI předpokládal, že fakulta překročí hranici tisíce studentů a že jí nebude stačit objekt KoKosu. V současnosti jsme na téměř dvojnásobku studujících a v příštím akademickém roce patrně pokoříme dvoutisícovku. A já už dnes vím, že ani dvě zmiňované budovy v lidických kasárnách nám za pět let nebudou kapacitně stačit. To je super výzva a je jasné, že jdeme dopředu.

A pokud bych měl být trochu osobnější, těch přání by bylo hned několik. Chtěl bych, aby byl i nadále o fakultu velký zájem ze strany uchazečů. Chtěl bych, aby naši studenti úspěšně ukončili svá studia a našli svou vysněnou práci. Chtěl bych, abychom pokračovali cestou kvalitní vědy a výzkumu, abychom schopné lidí habilitovali a inaugurovali. Chtěl bych, aby České vysoké učení technické bylo hrdé na to, že jeho součástí je i Fakulta biomedicínského inženýrství.