Прогноз из легких: новый прибор предскажет приступ астмы за 20 секунд
Новый прибор позволит узнать о приступе астмы у детей за несколько часов до того, как он начнется. Разработка российских ученых представляет собой мембрану стетоскопа со встроенным микрофоном, которую можно прикрепить на горло или грудь пациента. После этого она в течение 20 секунд записывает звуки дыхания ребенка и передает данные на мобильный телефон, где производится их анализ с помощью математических алгоритмов. Использовать устройство предполагается как в домашних условиях, так и в поликлиниках при проведении плановых диспансеризаций. Ожидается, что промышленная версия прибора появится через несколько лет. Его рыночная стоимость составит около 5 тыс. рублей.
Быстрое прослушивание
Приступ астмы у маленького ребенка — очень неприятная неожиданность, которая требует срочного использования аэрозоля с лекарством, способным восстановить нормальное дыхание. Сам ребенок, даже уже подросший, в отличие от взрослого человека редко может просигнализировать о наступлении приступа. Однако ситуацию возможно предсказать по характерным шумам в легких — в случае если имеется средство для их правильного выявления и интерпретации. Российские ученые создали прибор с такими функциями, который должен облегчить жизнь пациентов.
— Аппаратная часть системы представляет собой мембрану стетоскопа со встроенным в нее микрофоном, которую можно прикрепить к горлу или груди пациента, — рассказал руководитель проекта «Визом» Сергей Малинин. — После этого она в течение 20 секунд записывает звуки дыхания ребенка и передает данные на смартфон со специальным программным обеспечением.
Далее система с помощью чат-бота отправляет информацию на сервер, где происходит ее обработка с использованием математических алгоритмов, которые исследуют спектр полученного сигнала. Затем из него выделяются пиковые колебания, которые соответствуют хрипам в легких, — именно их параметры позволяют судить о наличии болезни и состоянии пациента, а также дают возможность предсказать приступ при соблюдении регулярности измерений (их нужно проводить дважды в день).
При работе над программой ученые использовали медицинские данные, полученные от людей, страдающих астмой. Благодаря этому подходу новый способ диагностики может стать весьма эффективным.
— Для отладки системы мы пользовались записями дыхания 300 пациентов, что позволило нам довести точность ее работы до 70%, — пояснил Сергей Малинин. — Однако это не предел ее возможностей — в дальнейшем мы планируем задействовать в разработке нейросети, после чего показатель должен превысить 90%.
Также ученые ожидают, что со стартом использования технологий искусственного интеллекта прибор начнет определять различия между легочными проявлениями болезней (например, астмы и бронхита). В результате его можно будет использовать как компонент систем мониторинга здоровья, которые оснащаются множеством носимых датчиков, определяющих самые разные параметры работы организма.
Ожидаемый приступ
По мнению ученых, в некоторых областях новый прибор даже превзойдет возможности медицинских работников, что улучшит качество проведения диагностических процедур.
— Восприятие врачом легочных шумов во многом определяется его квалификацией и опытом. Кроме того, оно ограничено возможностями человеческого слуха, который позволяет воспринимать звуки только в рамках определенного набора частот, — пояснил заведующий кафедрой факультетской и госпитальной педиатрии Пермского государственного медицинского университета, член-корреспондент РАН Евгений Фурман. — Если же говорить о нашей системе, то она не имеет таких ограничений. Полученный ею сигнал можно рассматривать в любом диапазоне и с высокой детализацией, вплоть до мельчайших фрагментов.
По словам ученого, дополнительное преимущество разработки состоит в том, что все ее записи делаются в цифровой форме, а значит, сигнал можно точно измерить и провести более детальную его оценку. В результате прибор услышит хрипы в легких еще до проявления выраженных симптомов заболевания. Это позволит заблаговременно спрогнозировать наступление его острой стадии и сделает методику перспективной для использования в обычных поликлиниках при диспансеризациях. Особенно актуально это будет для тех людей, которые еще не знают о своем заболевании.
Однако не все эксперты разделяют оптимизм относительно диагностических перспектив новой разработки.
— Рассматриваемый способ контроля состояния пациента с помощью изучения легочных шумов уже известен и, безусловно, может рассматриваться для применения в медицинской практике — тем более если разработчики достигли в этом направлении ощутимого прогресса, — отметил главный терапевт-пульмонолог Министерства здравоохранения России, академик РАН Александр Чучалин. — С другой стороны, его будет недостаточно для точной постановки диагноза, поскольку, чтобы определить астму у человека, также необходимо оценить его аллергологический статус (склонность организма реагировать на тот или иной аллерген. — «Известий») и историю болезни в целом.
Российским ученым уже удалось запатентовать новую методику диагностики. Ожидается, что клинические испытания прибора пройдут в одной из больниц Пермского края, после чего будет проведена процедура его сертификации. В настоящий момент команда ученых находится в поиске партнеров и инвесторов для доведения медицинского решения до потребителя. В случае получения необходимой поддержки промышленная версия разработки может появиться уже через 3–5 лет. Ее рыночная стоимость составит около 5 тыс. рублей.
