Loading...
Часто человек может даже не заметить, что у него повышается артериальное давление. А это резко увеличивает вероятность развития болезней сердца. Чтобы вовремя диагностировать проблемы, связанные со скачками давления вверх и вниз (гипертония и гипотония), врачи должны вести регулярные наблюдения. Обычно артериальное давление измеряют с помощью накладываемой на руку манжеты, однако такой способ сложно использовать во время работы, например, таксисту или крановщику. В то же время работу сердца можно оценивать по пульсу, который можно легко и точно измерить пульсометром на запястье. Это устройство направляет луч света, который отражается и принимается чувствительным к освещенности фоторезистором. Часть прошедшего через кожу света поглощается кровью, которая течет по артерии, а часть — отражается обратно и попадает в фоторезистор. Объем крови в артерии зависит от текущей фазы пульса, поэтому отраженный свет тоже пульсирует в ритм с сердцем. Этот метод называется фотоплетизмографией, и его уже давно предложили использовать и для измерения давления. Однако до сих пор он оставался недостаточно точным для врачей.
Но технологии совершенствуются, и появляются новые возможности. Российские ученые из Центра компетенций НТИ на базе Сколтеха нашли способ максимально эффективно использовать данные фотоплетизмографии для уменьшения ошибки измерения артериального давления в носимых приборах. Для этого они применили искусственный интеллект. Как отмечают ученые, пульсометр измеряет не сам пульс, а всю пульсовую волну целиком, включая все ее изгибы формы, временные задержки и даже те абстрактные признаки, которые человеческому глазу недоступны, но зато «видны» нейронным сетям искусственного интеллекта. «В форме такой волны содержится много полезной информации, которую классические методы обработки сигналов раньше были не в состоянии уловить. В результате можно вычислить и вывести на экран показатели артериального давления с точностью, превосходящей точность измерения других компактных тонометров», — пояснил руководитель исследования, профессор Сколтеха Дмитрий Дылов.
Для обучения нейросетей ученые применили как снятые датчиками показания из своей лаборатории, так и обширные данные из публично доступных источников. «Также в рамках соглашения со Сколтехом косвенно полезными данными — электрокардиограммой — с нами делится Национальный кардиоцентр, за что им огромное спасибо», — отметил Дмитрий Дылов. На данный момент исследователи разработали набор алгоритмов, которые позволили увидеть ограничения существующих подходов для анализа фотоплетизмограмм. «На данном этапе мы занимаемся настройкой и адаптацией алгоритмов для разных наборов данных и устройств. Также мы создали действующий прототип носимого тонометра для лабораторных испытаний и отработки взаимодействия программного обеспечения и аппаратного решения», — рассказал главный инженер проекта Евгений Борисов.
«Наш ориентир — максимальная совместимость с устройствами и программными средами. В целом конкуренцию на рынке выдерживают только те алгоритмы, которые изначально направлены на универсальность. Любой, кто уже пользуется смарт-часами, все поймет без дополнительных объяснений, увидев показатели давления на экране. Сами настройки могут быть разными. К примеру, замеры будут делаться с какой-то периодичностью или по требованию, а результаты могут храниться на устройстве, передаваться врачу или в центр управления медицинского учреждения. Но все это нюансы цифровых платформ и стандартов, частью которых становятся такие устройства», — добавил Дмитрий Дылов. Он также отметил, что эти технологии весьма перспективны и интересны для инвесторов, что подтолкнет развитие отрасли.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.