Прорыв в медицине: Диагностика болезней сердечно-сосудистой системы при помощи смартфона
Инженер-программист Маянк Дасвани и менеджер по продуктам Google Research Суджай Какарматх разработали интересную и современную методику, которая поможет диагностировать инсульт, сердечный приступ и другие заболевания сердечно-сосудистой системы на ранней стадии и будет доступна людям разных слоев населения.
По мнению ученых, датчик ФПГ вкупе с индивидуальными показателями (рост, вес, вредные привычки, сопутствующие болезни) может с удивительной точностью прогнозировать риски заболеваний сердца и сосудов
Датчик ФПГ (фотоплетизмографа) вам наверняка знаком, если вы хоть раз носили фитнес-браслет или использовали пульсометр. В методе научных деятелей сигнал датчика будет поступать с пальца, так как в дистальных фалангах пальцев рук усиленное кровообращение, это позволит получить более точные данные.
Наш метод работает с сигналами ФПГ пальца, которые можно легко собрать с таких устройств, как пульсометры и смартфоны, и может преобразовать этот сигнал ФПГ с некоторыми метаданными для оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний
ФПГ фиксирует колебания и изменения количества крови, которая течет по сосудам, при помощи инфракрасного света с точностью, которая превосходит некоторые скрининговые исследования.
Методика будет работать в два этапа. На первом из них модель 1D-ResNet18 проходит обучение для дальнейшей диагностики элементарных параметров человека (ИМТ, возраст, вредные привычки и пр.) с помощью ФПГ-датчика. А затем создается модель выживания.
Если говорить простым языком, выполняется прогноз возможных рисков на основе данных с датчиков ФПГ и имеющихся метаданных по заболеваниям сердечно-сосудистой системы. Модель пропорциональных рисков Кокса легла в основу данной методики. Она показывает долгосрочные перспективы и избавляет от постоянных лишних обследований.
Сравнивая 2 модели выживания, одна из которых основана на использовании ФПГ датчиков, а другая — на показателях систолического артериального давления, статусе курения и иных данных, ученые пришли к выводу, что С-индекс у нового метода немного выше (71,1% против 70,9%). Это говорит о его точности и информативности.
Стратифицированные кривые показывают, что у лиц с высоким риском вероятность серьезного сердечно-сосудистого заболевания значительно выше, чем у лиц, отмеченных низким риском в течение десятилетнего временного отрезка
Для развития и продвижения своего метода исследователи прибегли к помощи Биобанка Великобритании. Это мощная биобаза данных исследований по всему миру. Она хранит примерно 500 000 исследований в сфере медицины. Это значительно упрощает и ускоряет процесс дальнейших поисков и открытий.
Сердечно-сосудистые заболевания каждый год «молодеют» и становятся причиной неблагоприятного исхода из-за того, что люди попросту не успевают обратиться за медицинской помощью. Общество, как правило, не знает о рисках, пока не настигнет само заболевание. Смартфоны, которые есть у каждого, могут стать отличным и доступным методом диагностики болезней и предпосылок к ним.
Для развития и конечного становления данной методики ученым необходимы дальнейшие исследования, которые смогут подтвердить эффективность датчиков для разных типов кожи, наличие огромного набора данных за пределами Биобанка и отлаженный процесс сбора сигналов со смартфонов (для этого был открыт исходный код библиотеки ПО).
Возможно, в скором времени скрининги болезней сердца и сосудов будут доступны всем, именно благодаря способу диагностики при помощи ФПГ-датчика.