Учёные ННГУ разработали систему автоматической диагностики сердца с точностью врачебного заключения

Учёные Института информационных технологий, математики и механики ННГУ разработали систему автоматической диагностики сердечно-сосудистой системы в режиме реального времени. Программно-аппаратный комплекс «Кардиомаяк» позволяет без участия врача выявлять различные патологии сердца, регистрировать аритмии, прогнозировать вероятность внезапной сердечной смерти и др. Патент на разработку был получен в 2021 году.

Программно-аппаратный комплекс включает несколько модулей. Кардиограф, который крепится на груди пользователя, считывает данные о работе сердца. Есть возможность снятия ЭКГ (от одного до двенадцати отведений). С помощью мобильного приложения данные передаются на сервер Яндекса, где происходит обработка информации. Описание состояния сердца и результаты диагностики ЭКГ можно увидеть в специальном веб-сервисе. Устройство передаёт массив данных через беспроводные каналы связи в режиме реального времени. При этом передача информации идёт без потери или искажения исходного сигнала ЭКГ. Просмотреть результаты исследований может как врач, ведущий пациента, так и сам пациент.

Возможности программно-аппаратного комплекса расширяют методы ранней диагностики болезней системы кровообращения и дистанционного контроля состояния здоровья пациентов. Уже сейчас его заключения максимально приближены к врачебным.

Прибор способен одновременно записывать новые и считывать сохранённые данные. Это особенно важно при проведении медицинских исследований в реальном времени.

Программное обеспечение устройства использует базу данных, которая включает около 36 700 записей электрокардиограмм. Это ЭКГ пациентов в возрасте 17—80 лет. По каждому случаю было составлено врачебное заключение. Благодаря технологиям машинного обучения, на основе этой выборки прибор автоматически строит алгоритмы постановки диагноза.

Анализ результатов автоматической расшифровки ЭКГ показал, что возможности нейросетей могут успешно применяться для автоматического анализа работы сердца. Точность диагностики прибора составляет 86,9—95,1%.

Григорий Осипов, ведущий научный сотрудник лаборатории искусственного интеллекта и обработки больших массивов данных, один из авторов разработки, рассказывает:

«С помощью „Кардиомаяка“ мы можем непрерывно снимать и передавать данные в течение трёх суток. Комплекс работает на основе технологий машинного обучения. Сложные математические вычисления вместе с передовыми цифровыми технологиями позволяют поставить точный диагноз и выявить патологию. Хочу отметить, что в перспективе прибор можно использовать не только в медицинских центрах, но и в быту. Подобно тому, как мы пользуемся тонометром. Если у человека есть склонность к сердечно-сосудистым заболеваниям, то такой прибор под рукой ему просто необходим. Сейчас прорабатывается возможность изготовления большой партии приборов именно для бытового использования».

Комплекс постоянно модернизируется. Развивается аппаратная архитектура прибора, наращивается база ЭКГ, а вместе с ней и точность работы устройства. Кроме того, авторы разработки планируют расширять её функционал с помощью датчиков температуры тела и сатурации крови, а также акселерометра. Чтобы не только диагностировать нарушения в работе сердца, но и получать общую картину состояния организма. В проекте участвуют медицинские учреждения. Испытания «Кардиомаяка» проходят на базе клиник Нижнего Новгорода, а также в Институте хирургии Вишневского (г. Москва) и в Национальном медицинском исследовательском центре им. В.А. Алмазова Минздрава России (г. Санкт-Петербург).