Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) и Пензенского государственного технологического университета (ПензГТУ) знают, как с помощью нейросетевого анализа оценить состояние сердца и предупредить развитие опасных сердечно-сосудистых заболеваний. Они запатентовали способ нейросетевого анализа сердца, позволяющий с высокой вероятностью выявлять заболевания сердца. В настоящее время нейросеть продолжают обучать. В дальнейшем планируется внедрить предложенный способ в поликлиническую службу, кардиологические и терапевтические стационары Пензы. Об этом сообщают в ТАСС.    

К самым опасным хроническим заболеваниям во всем мире относят болезни сердечно-сосудистой системы. Это инфаркты, инсульты, артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца и другие состояния.

Многие сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) развиваются бессимптомно, но организм часто сигнализирует о проблемах заранее. К проявлениям заболеваний сердечно-сосудистой системы относят одышку, боли в груди, учащенное сердцебиение. Наличие этих признаков наталкивает человека на мысль пройти обследование, тем самым минимизировать риски осложнений и начать своевременное лечение.

Для диагностики ССЗ используют различные методы: ЭКГ, холтеровское мониторирование ЭКГ, эхокардиографию, коронарную ангиографию и другие. Выбор метода зависит от симптомов, истории развития болезни и состояния пациента.

Самым распространенным и доступным методом инструментальной диагностики ССЗ остается электрокардиография (ЭКГ). Для этого на грудную клетку человека накладывают 12 датчиков, считывающих электрическую активность сердца. В дальнейшем потенциалы сердца регистрируются на бумажном или цифровом носителе в виде электрокардиограммы.

Расшифровать электрокардиограмму может только специалист — кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики, либо фельдшер (в условиях скорой помощи). Отметим, расшифровка также может проходить и в автоматическом режиме. На кардиограмме обычно различаются пять основных зубцов (P, Q, R, S, T) и малозаметную U-волну. Любые отклонения свидетельствуют о нарушениях работы сердца. После врач выносит ЭКГ-заключение.

К сожалению, ЭКГ не всегда дает полную информацию о состоянии сердца. В свою очередь, это грозит серьезными последствиями для пациента: может быть упущено драгоценное время, когда можно было начать грамотную терапию.

Ученые ПГУ и ПензГТУ предлагают способ нейросетевого анализа сердца. Уникален он тем, что при анализе электрокардиограмм учитываются изменения двух положений оси сердца: электрической и геометрической. Исследователи также сформировали отличительные признаки, которые можно увидеть по расположению зубцов и интервалов, для внезапной сердечной смерти, хронической сердечной недостаточности, тромбоэмболии легочной артерии и инфаркта миокарда. Каждый из отличительных признаков выявляется с помощью нейросети. Они первыми в мире предложили такую идею. ИИ был обучен более чем на 250 данных пациентов Клинической больницы № 6 имени Г. А. Захарьина с сердечной болезнью. В планах — обследовать свыше 500 больных.

Техническую часть патента выполняли — д-р техн. наук, профессор кафедры «Информационно-измерительная техника и метрология» ПГУ и заведующий кафедрой биомедицинской инженерии ПензГТУ Олег Бодин, канд. техн. наук, доцент кафедры биомедицинской инженерии ПензГТУ Наталья Сержантова, аспирант ПГУ Михаил Едемский. За медицинскую часть и практическое применение в условиях клинической практики отвечали — д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой «Внутренние болезни» ПГУ Фагим Рахматуллов, доцент кафедры «Внутренние болезни» ПГУ Руслан Рахматуллов и доцент кафедры «Внутренние болезни» ПГУ Рената Дементьева.

Предложенный метод нейросетевого анализа уникален тем, что при оценке электрокардиограммы учитываются критериальные показатели зубцов и интервалов ЭКГ с учетом положения электрической и геометрической оси сердца по данным флюроографического обследования (ФОС). Это позволяет провести дифференциальную диагностику нормы и патологии.

Все обследование занимает 10–15 минут. Зарегистрированный электрокардиосигнал попадает в программу, где проходит стандартную предобработку — считывается ЭКГ-запись. Здесь обращается внимание на информационные параметры кардиоцикла. Далее данные попадают в обученную нейросеть, где обнаруженные отклонения сравниваются с известными ей данными. Потом искусственный интеллект сформирует отличительные признаки, по которым установит заболевание. Вся эта цепочка проходит логический анализ, каждый пункт которого подчиняется формулам. Формулы выведены специально для этой программы. После нескольких минут «раздумий» нейросеть выдаст предварительное заключение. Отметим, что решение всегда остается за врачом. Предложенный способ лишь помощник в диагностике ССЗ.

Предложение пензенских ученых сможет усовершенствовать существующие методы неинвазивной кардиодиагностики. Благодаря этому жизнь людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями станет более качественной и продолжительной. Неотложная помощь при сердечном кризисе также станет быстрее и эффективнее, потому что у врача будет помощник — кардиопрограмма с нейросетевым анализом.

Программа проходит обучение на открытых базах кардиосигналов. Предложенный способ нейросетевого анализа — высокоточный. К прочим достоинствам относятся и простота, доступность выполнения диагностики, высокая точность и информативность метода.

Электрокардиографы и флюорографы есть практически во всех поликлиниках, в том числе и районных. По словам профессора Фагима Рахматуллова, интерпретация результатов не вызовет трудностей: с этой задачей справится и терапевт, и врач-кардиолог, и фельдшер.