ШІ-лазер, який зчитує серцебиття людини через горло, може замінити стетоскопи

Вчені розробили лазерну камеру, яка може зчитувати серцебиття людини на відстані та виявляти ознаки того, що вона може страждати від серцево-судинних захворювань .

Дослідники з Університету Глазго кажуть, що система, яка використовує штучний інтелект і квантові технології, може змінити спосіб моніторингу свого здоров’я.

«Цю технологію можна було б встановити в кабінках у торгових центрах, де люди могли б отримати швидкі показники серцебиття, які потім могли б бути додані до їхніх онлайн-медичних записів», — сказав професор Даніеле Фаччіо з Центру перспективних досліджень університету.

«В якості альтернативи лазерні кардіомонітори можуть бути встановлені в будинку людини як частина системи для моніторингу різних параметрів здоров'я в домашніх умовах», - сказав він. Інші пристрої включатимуть монітори для відстеження аномалій артеріального тиску або незначних змін у ході – ранньої ознаки початку хвороби Альцгеймера.

Спостереження за серцебиттям людини на відстані було б особливо цінним, тому що нерівності, включаючи шуми або надто швидкі або повільні серцебиття, попередили б про те, що їм загрожує інсульт або зупинка серця, додав Фаччіо.

Зараз лікарі використовують стетоскопи для контролю серцебиття. Винайдений на початку 19 століття французьким хірургом Рене Ланнеком (щоб йому не довелося прикладати вухо до грудей пацієнтки), стетоскоп складається з дископодібного резонатора, який при розміщенні на тілі людини вловлює шуми, що виникають в їхньому тілі. Вони передаються та посилюються через трубки та навушники до людини, яка слухає.

«Для правильного використання стетоскопа потрібне навчання», — сказав Фаччіо. «Якщо занадто сильно натиснути на грудну клітку пацієнта, це послабить сигнали серцебиття. У той же час може бути важко виявити фонові шуми, які є ключовими ознаками дефектів, які відбуваються позаду основного серцебиття».

Система, розроблена Фаччіо та його командою, включає високошвидкісні камери, які можуть записувати зображення зі швидкістю 2000 кадрів в секунду. Лазерний промінь потрапляє на шкіру горла людини, а відображення використовуються для точного вимірювання того, наскільки шкіра піднімається та опускається, коли головна артерія розширюється та звужується, коли через неї протікає кров. Ці зміни передбачають рух лише на кілька мільярдних часток метра.

Така гострота вражає, хоча самого по собі відстеження цих крихітних коливань було б недостатньо для відстеження серцебиття. «Інші, набагато більші рухи відбуваються в грудній клітці людини – наприклад, від її дихання – які перекривають сигнали серцебиття.

«Тут на допомогу приходить штучний інтелект», — сказав Фаччіо. «Ми використовуємо передові комп’ютерні системи, щоб відфільтрувати все, крім вібрацій, спричинених серцебиттям людини, навіть якщо це набагато слабший сигнал, ніж інші шуми, що виходять із грудей. Ми знаємо діапазон частот серцебиття людини, і ШІ зосереджується на цьому».

Аналіз отриманих сигналів дозволяє медичному персоналу виявляти зміни частоти серцевих скорочень – не порівняно із середнім статистичним показником для населення, а порівняно з особливостями серцевої діяльності людини. Це робить його безцінним для виявлення змін, які можуть відбуватися в їхніх серцях, і визначення конкретних дефектів, сказав Фаччіо, чия команда створила стартап-компанію LightHearted AI, яка зараз шукає венчурний капітал для розширення розробки своїх пристроїв.

«Ця система дуже точна, — сказав Фаччіо. «Навіть якщо ви живете вдома з 10 людьми, вас можна відрізнити від будь-кого іншого, просто посвітивши лазером у ваше горло та проаналізувавши серцебиття за його відображенням. Дійсно, ще одне використання системи – біометрична ідентифікація.

«Однак основне використання цієї технології, яку ми сподіваємося отримати наступного року, полягатиме в тому, щоб легко та швидко вимірювати серцебиття поза лікарнями чи кабінетами загальної практики. Переваги можуть бути значними».