МАКТ
Сергей Корнилов
Разработка алгоритмики, методологии и программной системы персонализированного
предупреждения человека от внезапной остановки сердца.
предупреждения человека от внезапной остановки сердца.
Название
Разработка алгоритмики, методологии и программной системы персонализированного
предупреждения человека от внезапной остановки сердца.
Направление, к которому относится проект
Стратегические компьютерные технологии и программное обеспечение
Основные цели развития проекта
На базе разработанного и апробированного информационно-статистического метода анализа
вариабельности сердечного ритма для оценки функционального состояния системы регуляции
физиологических функций человека планируется разработать оригинальное математическое
обеспечение для применения в мониторинге функционального состояния как здоровых людей,
спортсменов, так и пациентов на этапе как диагностики так и лечения социально значимых
заболеваний.
РЕШЕНИЕ
Проблема, на решение которой направлен проект
Описание проблемы
Согласно определению Всемирной Организации Здравоохранения, к внезапной смерти относят
случаи гибели практически здоровых лиц или больных, состояние которых считалось вполне
удовлетворительным. Очевидно, что большинство людей имеет те или иные отклонения в
состоянии здоровья, которые не оказывают существенного влияния на повседневную жизнь
и не снижают её качества. Другими словами, патологические изменения со стороны органов
и систем, если у таких людей и существуют, то носят стойко компенсированный характер.
Таких представителей человечества относят к категории «практически здоровых». Именно в
этой группе и встречается чаще всего феномен, который ученые назвали внезапной смертью.
В этом словосочетании удивительно не второе слово (все люди рано или поздно умирают), а
первое. Внезапная — это неожиданная смерть, которая наступает без всякого предупреждения,
среди полного благополучия. Эта катастрофа не поддаётся до настоящего времени никакому
прогнозированию. Она не имеет предвестников и признаков, которые могли бы насторожить
врачей. Изучая многочисленные, всё более часто встречающиеся, случаи внезапной смерти,
специалисты пришли к выводу, что это событие всегда имеет сосудистые причины, что и позволяет относить его к сосудистым катастрофам.
Причины остановки сердца
Остановку сердца могут вызвать:
Факторы риска остановки сердца
Факторы, которые повышают вероятность остановки сердца:
Ишемическая болезнь сердца;
Сердечный приступ;
Кардиомиопатия;
Увеличенный размер сердца;
Врожденные пороки сердца;
Сердечные клапаны не функционируют должным образом;
Заболевания, влияющие электрическую систему сердца;
Тяжелый метаболический дисбаланс;
Побочные эффекты лекарственных препаратов;
Заболевания легких;
Травма груди;
Сильная потеря крови;
Чрезмерное перенапряжение у людей с сердечными расстройствами;
Наркотики (например, кокаин).
В течение 1970-х г.г. Ewing и соавт. предложили несколько простых тестов, выполнимых у постели больного, с помощью которых по кратковременным изменениям RR-интервалов выявлялась вегетативная нейропатия у больных сахарным диабетом. Взаимосвязь большего риска смерти у больных перенесших инфаркт миокарда со сниженной ВСР была впервые продемонстрирована Wolf и соавт. в 1977 г. В 1981 г. Akselrod и соавт. использовали спектральный анализ колебаний сердечного ритма для количественного определения показателей сердечно-сосудистой системы от удара к удару.
Эти методы частотного анализа способствовали пониманию некоторых автономных причин
наблюдаемых в записи сердечного ритма флуктуаций RR интервалов. Клиническая значимость
ВСР была выявлена в конце 1980-х г.г., когда было подтверждено, что ВСР представляет собой
устойчивый и независимый предиктор смерти у больных перенесших острый инфаркт миокарда.
Практически в 90% случаев острая коронарная смерть вызвана ишемической болезнью сердца.
Бывает и так, что до этого ИБС никак себя не проявляла, то есть протекала бессимптомно. В
некоторых случаях пациента беспокоили приступы стенокардии, аритмия. После перенесенного инфаркта риск внезапной смерти увеличивается в несколько раз.__
Точной статистики внезапной смерти нет, поскольку не существует общепринятого определения этого понятия. Однако подсчитано, что в США каждые 60-75 секунд 1 человек умирает от неожиданной остановки сердца. Проблема внезапной сердечной смерти, привлекавшая внимание кардиологов в течение многих десятилетий, вновь остро встала в последние годы, когда проведённые Всемирной Организацией Здравоохранения широкие популяционные исследования продемонстрировали возрастающую частоту внезапной смерти среди взрослого, и не только взрослого, населения. Оказалось, что случаи внезапной смерти встречаются не так уж редко, и проблема эта требует пристального изучения. Ссылка http://www.ortho.ru/doctor/doctor_sh4.html
По данным Минобрнауки, за 2016-2017 учебный год из-за внезапной остановки сердца на уроках физкультуры в России погибло 211 школьников. Многих смертей можно было бы избежать при использовании автоматических наружных дефибрилляторов (АНД) в школах. Ссылка https://www.asi.org.ru/news/2018/05/31/den-zashhity-detej/
Решение описанной проблемы, и в чем заключается инновационность подхода
По заключению международного сообщества ведущих кардиологов мира, дальнейшие
разработки должны быть направлены на разработку новых алгоритмов и новых методов на
основе вариабельности сердечного ритма (ВСР) с оценкой персонализированного состояния
конкретного индивидуума в целом с прогнозированием этого состояния.
Наш метод является методом для обработки ВСР на основе разработанного нами алгоритма/
метода, который запатентован в США, и компьютерной программы, которая запатентована в
России и США.
Наш метод позволяет производить персональную оценку состояния организма и интегрального
показателя – коэффициента самоорганизации - живучести с возможностью высококачественного прогнозирования, включая точность и совпадение трендов и тенденций.
Использование нашего метода позволяет проинформировать человека в определенный момент
прекратить умственные и любые другие физические нагрузки. В отличии от других мы для
конкретного человека рассчитываем критические секунды, после которых может призойти все,
что угодно, внезапная остановка сердца. Инновационностью подхода применяемого метода
является оригинальный алгоритм анализа состояния и прогнозирования дальнейшего состояния.
Применение данной методики предполагается с помощью оригинального программного
продукта, который может быть использован в интеграции с любым существующим на рынке
детекторным цифровым медицинским оборудованием.
Основные технологические и рыночные тренды в рассматриваемой отрасли
В области предупреждения внезапной остановки сердца существуют следующие технологические тренды:
1. Аналитическое решение проблемы - это тренд, к которому относится и данный проект,
это развитие математических методов прогнозирования на основании анализа данных о
состоянии человека.
2. Традиционное направление в этой сфере основано на анализе данных
электрокардиограммы. Технологически это направление развивается в сторону бесконтактных
ЭКГ мониторов, позволяющих контролировать состояние человека, не ограничивая его
привычный образ жизни, как например, футболка с датчиками ЭКГ.
3. Отдельное направление
заключается в анализе ритмограммы сердца и оценке вариабельности сердечного ритма.
4. Другой подход заключается в визуализации кровотока посредством просвечивания кровеносных сосудов. Coded Hemodynamic Imaging применяет видимый диапазон электромагнитного излучения, это бесконтактный метод визуализации движения крови и анализа пульса.
5. Компания Verily занимается разработкой алгоритма прогнозирования инфаркта путем анализа сетчатки глаза
6. Существует еще одна технология прогнозирования внезапной остановки сердца - путем
подсчета количества копий митохондриальной ДНК
Ссылки на соответствующие исследования и материалы
https://www.livemd.ru/tags/3D_bioprintery/
http://bivacor.com
http://jacobsschool.ucsd.edu/news/news_releases/release.sfe?id=1813
http://meddaily.ru/article/05apr2018/serdce_stc
https://hi-news.ru/gadgets/uchenye-chelyabinskogo-universiteta-sozdali-futbolku-beskontaktnoizmeryayushhuyu-
ekg.html
https://uwaterloo.ca/vision-image-processing-lab/research-demos/coded-hemodynamic-imaging
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19525233
Разработка алгоритмики, методологии и программной системы персонализированного
предупреждения человека от внезапной остановки сердца.
Направление, к которому относится проект
Стратегические компьютерные технологии и программное обеспечение
Основные цели развития проекта
На базе разработанного и апробированного информационно-статистического метода анализа
вариабельности сердечного ритма для оценки функционального состояния системы регуляции
физиологических функций человека планируется разработать оригинальное математическое
обеспечение для применения в мониторинге функционального состояния как здоровых людей,
спортсменов, так и пациентов на этапе как диагностики так и лечения социально значимых
заболеваний.
РЕШЕНИЕ
Проблема, на решение которой направлен проект
Описание проблемы
Согласно определению Всемирной Организации Здравоохранения, к внезапной смерти относят
случаи гибели практически здоровых лиц или больных, состояние которых считалось вполне
удовлетворительным. Очевидно, что большинство людей имеет те или иные отклонения в
состоянии здоровья, которые не оказывают существенного влияния на повседневную жизнь
и не снижают её качества. Другими словами, патологические изменения со стороны органов
и систем, если у таких людей и существуют, то носят стойко компенсированный характер.
Таких представителей человечества относят к категории «практически здоровых». Именно в
этой группе и встречается чаще всего феномен, который ученые назвали внезапной смертью.
В этом словосочетании удивительно не второе слово (все люди рано или поздно умирают), а
первое. Внезапная — это неожиданная смерть, которая наступает без всякого предупреждения,
среди полного благополучия. Эта катастрофа не поддаётся до настоящего времени никакому
прогнозированию. Она не имеет предвестников и признаков, которые могли бы насторожить
врачей. Изучая многочисленные, всё более часто встречающиеся, случаи внезапной смерти,
специалисты пришли к выводу, что это событие всегда имеет сосудистые причины, что и позволяет относить его к сосудистым катастрофам.
Причины остановки сердца
Остановку сердца могут вызвать:
- Фибрилляция желудочков - быстрый, нерегулярный сердечный ритм, препятствующий
- циркуляции крови (наиболее частая причина внезапной остановки сердца);
- Желудочковая тахикардия - быстрый, но регулярный ритм сердца. Может перейти в фибрилляцию желудочков;
- Сильное замедление частоты сердечных сокращений из-за отказа установленного
- кардиостимулятора или тяжелой блокады сердца (вмешательство в электрическую
- проводимость);
- Остановка дыхания;
- Тромб или утопление сердечной ткани;
- Воздействие электрического тока;
- Гипотермия;
- Внезапное снижение кровяного давления;
- Неизвестные причины.
Факторы риска остановки сердца
Факторы, которые повышают вероятность остановки сердца:
Ишемическая болезнь сердца;
Сердечный приступ;
Кардиомиопатия;
Увеличенный размер сердца;
Врожденные пороки сердца;
Сердечные клапаны не функционируют должным образом;
Заболевания, влияющие электрическую систему сердца;
Тяжелый метаболический дисбаланс;
Побочные эффекты лекарственных препаратов;
Заболевания легких;
Травма груди;
Сильная потеря крови;
Чрезмерное перенапряжение у людей с сердечными расстройствами;
Наркотики (например, кокаин).
В течение 1970-х г.г. Ewing и соавт. предложили несколько простых тестов, выполнимых у постели больного, с помощью которых по кратковременным изменениям RR-интервалов выявлялась вегетативная нейропатия у больных сахарным диабетом. Взаимосвязь большего риска смерти у больных перенесших инфаркт миокарда со сниженной ВСР была впервые продемонстрирована Wolf и соавт. в 1977 г. В 1981 г. Akselrod и соавт. использовали спектральный анализ колебаний сердечного ритма для количественного определения показателей сердечно-сосудистой системы от удара к удару.
Эти методы частотного анализа способствовали пониманию некоторых автономных причин
наблюдаемых в записи сердечного ритма флуктуаций RR интервалов. Клиническая значимость
ВСР была выявлена в конце 1980-х г.г., когда было подтверждено, что ВСР представляет собой
устойчивый и независимый предиктор смерти у больных перенесших острый инфаркт миокарда.
Практически в 90% случаев острая коронарная смерть вызвана ишемической болезнью сердца.
Бывает и так, что до этого ИБС никак себя не проявляла, то есть протекала бессимптомно. В
некоторых случаях пациента беспокоили приступы стенокардии, аритмия. После перенесенного инфаркта риск внезапной смерти увеличивается в несколько раз.__
Точной статистики внезапной смерти нет, поскольку не существует общепринятого определения этого понятия. Однако подсчитано, что в США каждые 60-75 секунд 1 человек умирает от неожиданной остановки сердца. Проблема внезапной сердечной смерти, привлекавшая внимание кардиологов в течение многих десятилетий, вновь остро встала в последние годы, когда проведённые Всемирной Организацией Здравоохранения широкие популяционные исследования продемонстрировали возрастающую частоту внезапной смерти среди взрослого, и не только взрослого, населения. Оказалось, что случаи внезапной смерти встречаются не так уж редко, и проблема эта требует пристального изучения. Ссылка http://www.ortho.ru/doctor/doctor_sh4.html
По данным Минобрнауки, за 2016-2017 учебный год из-за внезапной остановки сердца на уроках физкультуры в России погибло 211 школьников. Многих смертей можно было бы избежать при использовании автоматических наружных дефибрилляторов (АНД) в школах. Ссылка https://www.asi.org.ru/news/2018/05/31/den-zashhity-detej/
Решение описанной проблемы, и в чем заключается инновационность подхода
По заключению международного сообщества ведущих кардиологов мира, дальнейшие
разработки должны быть направлены на разработку новых алгоритмов и новых методов на
основе вариабельности сердечного ритма (ВСР) с оценкой персонализированного состояния
конкретного индивидуума в целом с прогнозированием этого состояния.
Наш метод является методом для обработки ВСР на основе разработанного нами алгоритма/
метода, который запатентован в США, и компьютерной программы, которая запатентована в
России и США.
Наш метод позволяет производить персональную оценку состояния организма и интегрального
показателя – коэффициента самоорганизации - живучести с возможностью высококачественного прогнозирования, включая точность и совпадение трендов и тенденций.
Использование нашего метода позволяет проинформировать человека в определенный момент
прекратить умственные и любые другие физические нагрузки. В отличии от других мы для
конкретного человека рассчитываем критические секунды, после которых может призойти все,
что угодно, внезапная остановка сердца. Инновационностью подхода применяемого метода
является оригинальный алгоритм анализа состояния и прогнозирования дальнейшего состояния.
Применение данной методики предполагается с помощью оригинального программного
продукта, который может быть использован в интеграции с любым существующим на рынке
детекторным цифровым медицинским оборудованием.
Основные технологические и рыночные тренды в рассматриваемой отрасли
В области предупреждения внезапной остановки сердца существуют следующие технологические тренды:
1. Аналитическое решение проблемы - это тренд, к которому относится и данный проект,
это развитие математических методов прогнозирования на основании анализа данных о
состоянии человека.
2. Традиционное направление в этой сфере основано на анализе данных
электрокардиограммы. Технологически это направление развивается в сторону бесконтактных
ЭКГ мониторов, позволяющих контролировать состояние человека, не ограничивая его
привычный образ жизни, как например, футболка с датчиками ЭКГ.
3. Отдельное направление
заключается в анализе ритмограммы сердца и оценке вариабельности сердечного ритма.
4. Другой подход заключается в визуализации кровотока посредством просвечивания кровеносных сосудов. Coded Hemodynamic Imaging применяет видимый диапазон электромагнитного излучения, это бесконтактный метод визуализации движения крови и анализа пульса.
5. Компания Verily занимается разработкой алгоритма прогнозирования инфаркта путем анализа сетчатки глаза
6. Существует еще одна технология прогнозирования внезапной остановки сердца - путем
подсчета количества копий митохондриальной ДНК
Ссылки на соответствующие исследования и материалы
https://www.livemd.ru/tags/3D_bioprintery/
http://bivacor.com
http://jacobsschool.ucsd.edu/news/news_releases/release.sfe?id=1813
http://meddaily.ru/article/05apr2018/serdce_stc
https://hi-news.ru/gadgets/uchenye-chelyabinskogo-universiteta-sozdali-futbolku-beskontaktnoizmeryayushhuyu-
ekg.html
https://uwaterloo.ca/vision-image-processing-lab/research-demos/coded-hemodynamic-imaging
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19525233
