Цивилизация
От сердечно-сосудистых заболеваний в мире ежегодно умирает около 18 млн человек — это почти треть от общего числа смертей. Своевременное выявление нарушений работы сердца и контроль за состоянием здоровья пациентов могут сократить это число.
Специалисты Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского разработали систему, способную собирать данные о работе сердца пациента и сразу сообщать о нарушениях ритма врачу. Кроме того, система сама ставит диагноз.
Программно-аппаратный комплекс «Кардиомаяк» (ранее — «Киберсердце») состоит из нескольких модулей, в том числе носимого устройства (кардиографа), которое передает данные о работе сердца пациента на сервер, и экспертной системы на основе нейросетей, которая анализирует полученные данные и выдает заключение. Для обучения нейросети использовалась база из более 36 тыс. записей ЭКГ с уже существующими заключениями врачей, а также диагностические и терапевтические протоколы. Точность такой автоматической диагностики, по словам разработчиков, доходит до 99%.
Программно-аппаратный комплекс «Кардиомаяк”
Университет Лобачевского«Есть кардиорегистратор, который имеет возможность снимать одно, три, шесть, двенадцать отведений, — рассказал «Газете.Ru» руководитель проекта «Кардиомаяк», завкафедрой теории управления и динамики систем ННГУ Григорий Осипов. — С его помощью можно снимать ЭКГ длительностью от 10 секунд (обычно столько длится снятие электрокардиограммы в больничных условиях, поликлиниках) до 72 часов — так называемое холтеровское мониторирование. Анализ результатов происходит в режиме реального времени».
Если в работе сердца появляются какие-то дефекты, и пациент, и его врач получают сигнал на смартфон/планшет или рабочую станцию — подключенное к электросети небольшое устройство с GSM-модулем, которое передает данные в облако на сервер, где идет дальнейшая обработка.
«Первичная обработка идет на самом кардиорегистраторе, и сразу же может выдаваться некоторая экстренная информация в случае жизнеугрожающего состояния, — говорит Осипов.
— Работа со станцией хороша тем, что любой человек, которому прилепили на грудь этот монитор, или он сам его прилепил, уже ни от чего не зависит. Ему не надо никакие приложения открывать, ему не надо регистрироваться нигде. Он наклеил на себя два электрода — и сразу же идет непрерывная подача информации».
Возможность технически реализовать передачу данных врачу через станцию, без необходимости пациенту использовать мобильное приложение, появилась лишь недавно. И пока неизвестно, удастся ли ее сохранить — нынешние санкции против России затронули сферу микроэлектроники, и нужных компонентов может не оказаться, отмечает Осипов.
Диагностическая система способна определять около 200 отклонений работы сердца от нормы. Методы анализа данных позволяют делать это практически мгновенно, в режиме реального времени. Через веб-интерфейс врач видит кардиограмму, на которой подсвечены опасные участки, а система предлагает предварительный диагноз и возможную схему лечения.
Окончательное решение принимает уже врач — по закону машина не может ставить диагноз. Но автоматически собранные и проанализированные данные позволяют значительно ускорить диагностику.
В дальнейшем разработчики планируют оснастить «Кардиомаяк» датчиками температуры тела и сатурации крови, а также акселерометром, что позволит не только диагностировать нарушения в работе сердца, но и получать общую картину состояния организма.
«Мониторинг сердечного ритма — это на сегодняшний день действительно актуально, и в принципе все медицинское сообщество действительно стремится к удаленному мониторингу, — рассказал «Газете.Ru» старший научный сотрудник института патологии кровообращения НМИЦ им. ак. Мешалкина, врач-кардиолог Денис Лосик. — Это, во-первых, избавляет от лишних визитов к врачу, во-вторых, позволяет в моменте записать ЭКГ — потому что ряд приступов нарушений ритма могут длиться всего 5-6 минут, при этом человек в этот момент себя чувствует плохо, вызывает скорую помощь, а когда она приезжает, у него нормальная ЭКГ».
Современные носимые устройства для длительного мониторинга ЭКГ чуть более громоздки, чем разработка специалистов ННГУ, но со своей задачей справляются хорошо. Более удобны имплантируемые под кожу устройства, способные отслеживать работу сердца месяцами. Преимущество же «Кардиомаяка», по мнению Лосика, — в базе данных, которая аккумулируется с другими методами исследования. В перспективе это позволит тщательнее изучать состояние пациента — например, более глубоко оценивать электрофизиологические параметры сердца. А вот эффективность диагностической системы пока вызывает некоторый скептицизм.
«Сейчас очень много спекулируют этим термином — система поддержки принятия врачебных решений, — поясняет Лосик. — Сейчас они делятся на диагностические и терапевтические, и насколько диагностическая здесь может быть эффективна, как она будет влиять на принятие решений — сложно судить.
Все-таки автоматическая расшифровка ЭКГ на сегодняшний день пока еще не достигла очень высокого качества — потому что может быть много таких электрических сигналов, шума, и система может их воспринимать неправильно. Но если обучение проводится на основе больших данных, это может сработать».
В целом такой комплекс сегодня может быть полезен для диагностики нарушений ритма сердца, заключает Лосик. Наиболее актуален он будет для фельдшерско-акушерских пунктов и других учреждений, где нет специалиста, способного расшифровать ЭКГ и дать экспертное заключение.
В настоящее время «Кардиомаяк» тестируется в НМИЦ хирургии им. Вишневского в Москве, НМИЦ им. Алмазова в Санкт-Петербурге, в нескольких больницах и поликлиниках Нижнего Новгорода. Для более широкого внедрения в клиническую практику понадобится регистрационное удостоверение. Документы на регистрацию медицинского изделия уже поданы, поясняет Осипов, но сама процедура может занять до года.
Комплексный проект реализован в рамках программы кооперации науки и промышленности в соответствии с постановлением Правительства №218 от 09.04.2010 г.