В ПГУ создано приложение с ИИ для раннего выявления опасных болезней сердца
Версия для печати
В подведомственном Минобрнауки России Пензенском государственном университете создали веб-приложение CardioAI для автоматической интерпретации электрокардиосигналов с помощью сверточной нейросети. С его помощью каждый желающий, не выходя из дома, сможет проверить состояние своего здоровья и на ранних этапах выявить потенциально опасные патологии сердечно-сосудистой системы. Инновационное решение пензенских ученых не уступает в точности прогноза зарубежным аналогам. А искусственный интеллект обучен на 10 тысячах аннотированных данных. Об этом сообщило ТАСС.
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) представлены целой группой болезней сердца и кровеносных сосудов. С каждым годом количество пациентов, сталкивающихся с недугом, возрастает. По данным ВОЗ, ССЗ являются основной причиной смерти во всем мире. В большинстве случаев внезапная сердечная смерть наступает от ишемической болезни сердца, включая инфаркт миокарда, артериальную гипертонию и цереброваскулярные болезни, в том числе инсульт. Именно на эти случаи приходится порядка 80%. Одной из эффективных мер борьбы с заболеванием является профилактика.
«На первом месте в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний стоит приверженность здоровому образу жизни: здоровое питание, физическая активность, кардионагрузки. Однако не стоит забывать и об профилактических мерах. Многие из них можно сделать на дому: контроль сахара и холестерина в крови, измерение артериального давления», — поделился один из разработчиков — д-р техн. наук, профессор кафедры «Медицинская кибернетика и информатика» ПГУ Леонид Кривоногов.
Он добавил, что прослушивание тонов сердца, измерение пульса, ЭКГ, ЭХО КГ и другие процедуры также смогут предупредить развитие заболевания.
«В современном мире многие обследования можно сделать на дому, например, электрокардиографию (ЭКГ). Умный гаджет — портативный ЭКГ-аппарат выдаст сразу и расшифровку результатов», — рассказал Леонид Кривоногов.
Научный коллектив Пензенского госуниверситета — д-р техн. наук, профессор кафедры «Медицинская кибернетика и информатика» Леонид Кривоногов, ординатор Медицинского института Станислав Лёвин, студент Медицинского института Илхомджон Иномбоев — создал веб-приложение CardioAI для автоматической интерпретации электрокардиосигналов с помощью сверточной нейросети. Их ноу-хау не уступает зарубежным и отечественным аналогам. Кроме того, проведенные эксперименты показали, что искусственный интеллект приближается к точности постановки диагноза врачом кардиологом.
Основные функции веб-приложения — это загрузка данных ЭКГ с последующей их обработкой и выявлением нарушений ритма, проводимости и ишемических изменений. К тому же разработка снизит нагрузку на врача и станет хорошим подспорьем для телемедицины.
«Это инновационное решение, объединяющее медицину и современные технологии глубокого обучения для раннего обнаружения потенциально опасных патологий сердечно-сосудистой системы», — поделился Леонид Кривоногов.
Разработанная демоверсия веб-приложения простая в использовании. Достаточно перейти на сайт приложения по ссылке. Пользователю предложат загрузить свой файл или ознакомиться с демонстрационным вариантом. При выборе последней функции человек сможет посмотреть, как работает веб-приложение. Пользователь будет иметь возможность выбрать для просмотра определенное нарушение в работе сердечного ритма (их представлено восемь). Автоматический анализ ЭКГ и подробный отчет предстанет в виде PDF-файла.
«Простой пользовательский интерфейс делает нашу разработку доступной для каждого. Приложение не требует много времени для навигации по нему», — подчеркнул Леонид Кривоногов.
При загрузке собственного обследования от пользователя требуется прикрепить файл с ЭКГ и кликнуть по кнопке «Активизировать». По словам Леонида Кривоногова, сделать ЭКГ сейчас не проблема. Многие пациенты, особенно с хроническими заболеваниями сердца, имеют портативный ЭКГ-аппарат. Как правило, он синхронизирован со смартфоном. С гаджета данные будут поступать в приложение. Их проанализирует написанная учеными программа на основе сверточной нейронной сети. Она обучена на большом количестве аннотированных данных: около 10 тысяч записанных электрокардиосигналов пациентов с патологией и без. Материал взят из базы «Китайский конкурс физиологических сигналов 2018».
ЭКГ анализируется по восьми классам патологических признаков заболеваний: желудочковая и предсердная экстрасистолия, блокада левой ножки пучка Гиса, фибрилляция предсердий и так далее.
«В нашу классификацию мы включили наиболее опасные и распространенные нарушения в работе ритма сердца. Они являются патологическими признаками заболеваний, которые включают не только нарушения проводимости, сократимости и сердечного ритма, но и признаки ишемической болезни сердца», — поделился Леонид Кривоногов.
Особенность изобретения заключается в уникальности сверточной нейронной сети, которую доработали пензенские ученые. Их программа со встроенным искусственным интеллектом в 90% случаев ставит верный диагноз. Проверку прошли около 2 тысяч электрокардиосигналов больных. Кроме того, нейросетевое веб-приложение «соревновалось» с заключениями кардиологов. Результаты также приближаются к 90%.
Результат пользователю выдается за несколько секунд. Человек увидит наличие или отсутствие отклонений (при отклонении программа сформирует рекомендации и круг возможных патологий).
В настоящее время научный коллектив работает над доработкой веб-приложения. В планах — сделать его элементом телемедицины и популяризировать ноу-хау среди населения.
«Наше приложение будет как электронный ассистент врача. С его помощью доктор напрямую сможет получать результаты обследования от пациента и корректировать лечение, опираясь на данные выданные искусственным интеллектом», — добавил Леонид Кривоногов.
На «Программу классификации электрокардиосигналов на основе сверточной нейронной сети» получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
