Cпецпроекти

На расстоянии распознать человека по сердцебиению: как технология Пентагона продлит нашу жизнь?


0 510 0

Как новая технология Пентагона может сделать нас здоровее 

Сооснователь и Head of R&D AI-стартапа Mawi, эксперт в области обработки биосигналов Виталий Саган рассказал, как инновация Минобороны США может спасти миллионы жизней. 

В конце июня в MIT Technology Review вышла статья о новой разработке Пентагона: американские военные учатся идентифицировать человека на расстоянии по сердечному ритму. То есть теперь человека будут идентифицировать не только по отпечатку пальца или Face ID, но и по сердцебиению, ритм которого тоже уникален у каждого человека. 

В основе технологии Jetson — работа лазера: он считывает «микроскопические» колебания тела, вызванные сердечным ритмом. 

Лучше, чем отпечатки пальцев 

Как мы уже сказали, идентифицировать человека можно по самым разным параметрам. Все знают о дактилоскопии — анализе отпечатков пальцев. Чуть меньше людей слышали об идентификации по сетчатке глаза. На самом деле у человека еще много уникальных параметров, от генома до запаха, от строения челюсти до походки. В последние годы много внимания уделяется данным сердца: рисунок сердечного ритма тоже уникален для каждого человека. 

Главное преимущество данных сердца в том, что их невозможно подделать. Год назад мы разработали систему аутентификации по сердцу и совместно с «ПриватБанком» создали браслет, который использует ее для безопасных платежей. Мы на практике убедились: алгоритму не мешает учащенное или замедленное сердцебиение. 

Если говорить о Jetson, лазер пока не может считать сердечный ритм через плотную одежду, ведь она не двигается вместе с телом. Интересно понаблюдать за тем, как команда будет решать эту проблему. Еще одна сложность — скорость работы; сейчас цель должна оставаться неподвижной хотя бы 30 секунд. Это ограничение преодолеть проще. Вероятно, время распознавания удастся снизить, но в обозримом будущем оно не будет менее 5 секунд. 

Дистанционная обработка сигналов сердца — важное направление, не только для военных, но и для человечества в целом. Любая технология — это инструмент, и ее можно применить для решения разных задач. Так мы, работая в направлении wellness и превентивной медицины, смогли использовать свою технологию для fintech-решения. Точно так же инновации Пентагона, связанные с обработкой биосигналов, можно будет применить в медицинских целях, чтобы удаленно мониторить сердцебиение людей — и потенциально спасти миллионы жизней. 

Почему данные сердца — это золото

Практически каждый человек боится смерти. Не только своей, но и смерти родных, любимых, друзей. Но откуда ждать угрозы? Данные Our World In Data показывают, что люди среди причин смерти активнее всего «гуглят» рак, суицид и аварии, в медиа пишут о террористических атаках и убийствах, но в реальности главная угроза — сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ). 

ССЗ — причина преждевременной смерти 17 млн человек в год, более 30% всех смертей в мире. (Преждевременно — это до 70 лет, по определению Всемирной организации здравоохранения.) Абсолютные лидеры — ишемическая болезнь сердца и инсульт, суммарно они унесли более 15 млн жизней в 2016 году, сообщает ВОЗ. В Украине риск умереть от ССЗ составляет 68%, пишет «Новое время».    

Болезни сердца и сосудов не появляются за один день, они развиваются годами, но некоторые сложно вовремя диагностировать. Один из примеров — мерцательная аритмия (это хаотичное сокращение предсердий; самая распространенная из аритмий, угрожающих жизни). Она может то появляться, то исчезать, а значит, шансы обнаружить ее на обычной кардиограмме будут мизерными. Из-за такой «драматичности» мерцательную аритмию не раз упоминали в сериале «Доктор Хаус». 

В реальной жизни мерцательная аритмия (она же фибрилляция предсердий) может годами скрываться от медиков. Часто ее обнаруживают тогда, когда нарушение доходит до хронической стадии, вызывает/усугубляет сопутствующие болезни и приводит к инвалидизации. Чтобы вовремя опознавать мерцательную аритмию, мы должны развивать технологии диагностики. На помощь могут прийти разработки из области машинного обучения — когда искусственный интеллект помогает выявить нарушение.

Что происходит в мире превентивной медицины 

Чтобы понимать перспективы технологий, нужно знать, как работает сердце. Напомню, оно состоит из четырех камер. Камеры сокращаются и расслабляются, перекачивая кровь. Малый круг кровообращения проходит из правого желудочка через легкие (где кровь насыщается кислородом) к левому предсердию. Большой круг — из левого желудочка через все тело; в процессе эритроциты «выгружают» кислород в тканях, захватывают молекулы углекислого газа и возвращаются к правое предсердие, оттуда — в правый желудочек и снова в легкие. 

В основе работы сердца — электрическая активность. Именно поэтому самым эффективным методом исследования работы сердца считается электрокардиография. На определенные участки тела устанавливаются электроды и система измеряет разность потенциалов между ними. На ЭКГ видно, как именно проходит электрический импульс, какие отделы сердца работают корректно, какие — нет. 

В медицине в основном используются три вида ЭКГ: 

  1. «Стационарные» больничные кардиографы для обычной ЭКГ и стресс-тестов. Обычно у них 10 или больше электродов, процедура занимает около 1-2 минут, данные кардиограммы выводятся на экран компьютера и/или печатаются на специальной ленте. 
  2. Холтеровский монитор, который крепится на тело и носится от нескольких часов до нескольких дней. Это позволяет обнаружить те кардиологические проблемы, которые могут проявиться всего пару раз за сутки. Именно холтеровская ЭКГ — главный инструмент для диагностики фибрилляции предсердий (этим возможности «холтера» не ограничиваются). У «холтера» есть современные модификации — более удобные, чем классический девайс. Лидером данного сегмента рынка можно назвать компанию iRhythm, в этом же направлении работает украинский стартап Cardiomo. Следующим шагом в развитии может стать «электронная татуировка», о которой недавно писал ImpactLab. По сути, эта разработка — сильно уменьшенный «холтер», к которому добавили датчики сейсмокардиографии (на СКГ регистрируются движения грудной клетки, вызванные работой сердца).
  3. Регистраторы событий (event recorders) — устройства, которые позволяют делать ЭКГ по запросу в любом месте и в любое время. Обычно у них два электрода. Это значит, что гаджет считывает меньше информации, чем больничный кардиограф, зато позволяет делать кардиограмму несколько раз в день — на протяжении месяцев и даже лет. 

К категории event recorders относится Apple Watch 4. Хотя Apple не изобрели ЭКГ по запросу, компания много делает для популяризации технологии и для привлечения внимания к здоровью сердца в целом. Первопроходцы в этой области — AliveCor, также в этом направлении работает Mawi и другие стартапы и технологические компании. 

Кто нас всех спасет

Технология Пентагона позволяет идентифицировать человека по работе сердца, а значит, ее можно будет использовать для анализа состояния сердца и в других сферах — например, в медицине, чтобы отслеживать состояние людей в общественных местах. Jetson точно не будет считывать столько же данных, сколько дает ЭКГ, но решение перспективно. 

Внимания заслуживают все технологии, приближающие нас к раннему выявлению ССЗ. Да, Jetson не может конкурировать с ЭКГ. Но он и не должен! Эти инструменты можно будет использовать в комплексе. 

Сейчас «скрытые» болезни сердца выявляют так: человек приходит к кардиологу на прием — и если у специалиста возникает подозрение на одну из таких болезней, пациенту ставят «холтер». Поводом для подозрений могут быть жалобы самого пациента, изменения на стандартной ЭКГ или же тот факт, что человек находится в группе риска. 

Усовершенствованная цепочка, которую предлагают разработчики портативных ЭКГ-регистраторов, такая: 

  1. Человек в повседневной жизни использует регистратор событий, и как только обнаруживает нарушения — обращается к врачу. 
  2. Врач, опираясь на полученный результат, назначает либо холтеровское мониторирование, либо стандартную ЭКГ в 12-15 отведениях, либо ЭКГ под нагрузкой. 
  3. Если диагноз подтверждается, назначают лечение. 

Этот подход позволит выявлять нарушения сердечного ритма, не дожидаясь симптомов, сохраняя качество жизни пациента и назначая эффективное лечение на ранних стадиях. Это станет возможно, когда event recorders получат массовое распространение. 

Но мы не можем рассчитывать на то, что в ближайшем будущем такие устройства будут у каждого, потому что люди не задумываются о подобных «скрытых» рисках (помним же, что все боятся убийств и аварий, но не ССЗ). Если Jetson будет анализировать состояние людей в публичных местах, это станет еще одним пунктом в «цепочке спасения жизней». Мы получим еще один инструмент ранней диагностики, люди будут больше знать о своем здоровье, вовремя обращаться за медицинской помощью и получать лечение. Чьи-то друзья, братья, сестры, мужья, жены, родители и дети проживут на несколько лет дольше. Это ли не самая лучшая цель? 

 

#bit.ua
Читайте нас у
Telegram
Теги:
Ми в Телеграмі
підписуйтесь

Прокоментувати

Такий e-mail вже зареєстровано. Скористуйтеся формою входу або введіть інший.

Ви вказали некоректні логін або пароль

Вибачте, для коментування необхідно увійти.

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: