Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка облачной нейросетевой технологии для системы обработки результатов электрокардиографических исследований, поступающих с наружных и имплантируемых устройств в потоковом и статичном режиме за длительные периоды времени, с формированием проектов врачебных заключений

Докладчик: Бортник Борис Борисович

Должность: Генеральный конструктор

Цель проекта:
Ишемическая болезнь сердца (ИБС), нарушение ритма и проводимости сердца являются одними из ключевых факторов инвалидизации и смертности населения от болезней системы кровообращения. Средне популяционная распространённость ИБС составляет около 10% населения, по нарушению ритма и проводимости сердца около 2% населения (информационное письмо главного кардиолога Минздрава России Е.И.Чазова №02-34/а от 29.10.2013 г, информационное письмо главного сердечно-сосудистого хирурга Минздрава России Л.А.Бокерия №10-8/936 от 18.10.2013 г.). Традиционно наблюдение за больными с ИБС, нарушением ритма и проводимости сердца осуществляется посредством периодического (чаще всего по инициативе пациента) контроля электрокардиограммы (один из основных методов диагностики) и иных показателей врачебным персоналом, что не позволяет обеспечить своевременный контроль за эффективностью лекарственной терапии, выявление мерцательных событий, а также на ранней стадии выявить риск развития жизнеугрожающих состояний ишемической природы (инфаркт, инсульт) и аритмий. Поскольку болезни системы кровообращения являются основной причиной смертности населения, является необходимым постоянное наблюдение за такими пациентами с целью своевременной коррекции проводимой терапии, а также выявления состояний, требующих экстренной помощи. Наиболее перспективной технологией для длительного постоянного мониторинга хронических больных является персональный мониторинг здоровья с использованием наружных и имплантируемых устройств. В настоящее время в России и в мире реализацией проектов дистанционного мониторинга занимаются медицинские организации, специализирующиеся на оказании различных медицинских услуг дистанционным способом. Инфраструктурой таких организаций является центр дистанционного мониторинга, оснащенный специализированным программным обеспечением, обеспечивающим возможность одновременного наблюдения и поддержки большого числа пациентов (более 100 тыс. чел.), использующих имплантируемые и наружные устройства разных производителей. Практический опыт команды участников проекта по оказанию услуг дистанционным способом, а также анализ существующих систем для обработки ЭКГ показывают невозможность их использования для массового оказания услуг по следующим причинам: 1.Системы обработки данных наружных ЭКГ-регистраторов (холтеровские системы): - анализ осуществляется за один сеанс диагностики (сутки), невозможен сопоставительных анализ нескольких сеансов диагностики, что принципиально важно для длительного наблюдения хронического больного; - невозможность анализа потоковых данных для формирования сообщений для врача о событиях, требующих реагирования; - сопряжение исключительно с устройствами того же производителя. Недостатки холтеровских систем обусловлены исключительно целью их создания - для разовой диагностики пациентов. 2.Системы обработки данных имплантируемых ЭКГ-регистраторов: - все используемые на рынке РФ системы зарубежного производства, осуществляющими анализ, обработку и предоставление данных посредством ресурсов, расположенных за территорией РФ; - невозможность анализа признаков ишемической болезни сердца.2014-14-579-0134-3262 16.09.2014 11:20 2 8aac6ddadcfb878014be238a02c6fad4 Новизна проекта. Таким образом, системы обработки данных ЭКГ-диагностики нового поколения, предназначенные для оказания медицинских услуг дистанционным способом, будут обладать следующими ключевыми преимуществами: Впервые будет реализовано: - совмещение в рамках одной системы врача центра мониторинга возможности обработки данных, поступающих с персональных наружных, имплантируемых и стационарных ЭКГ-регистраторов любых производителей; - непрерывная потоковая автоматическая обработка в режиме реального времени данных ЭКГ, поступающих одновременно с любых типов датчиков (персональных имплантируемых и наружных, стационарных) с целью выявления событий, требующих экстренного реагирования; - автоматический анализ данных ЭКГ как на отдельных сеансах ЭКГ, так и на неограниченном их количестве с целью выявления патологических событий, требующих проведения/коррекции лечения, а также анализа тенденций изменения состояния здоровья пациента; - выявление и анализ признаков ишемической болезни сердца на основании данных, получаемых от имплантируемых ЭКГ-регистраторов; - использование данных двигательной активности пациента, поступающих с персональных устройств, для сопоставления с данными ЭКГ-диагностики с целью повышения точности постановки диагноза; - автоматизированное формирование проектов заключений с учетом анализа всего периода наблюдения пациента. Своевременность проведения разработки основано на следующих тенденциях в современной медицине: а) быстрое расширение телемедицинских услуг в целом, что упрощает и удешевляет ведение и наблюдение за пациентом; б) положительный мировой опыт в части создания методов и инструментария интеллектуального анализа данных; в) достаточный уровень развития технологий организации систем поддержки принятия решений, обеспечивающих возможность обработки, анализа и интерпретации данных персонального медицинского мониторинга в режиме времени, достаточном для реализации соответствующих врачебных мер. С учетом указанных тенденций и имеющегося в РФ научно-технического задела, создание предлагаемого решения является реализуемой в короткий срок научно-технической задачей и позволит в нише создания интеллектуальных систем длительного дистанционного мониторинга хронических пациентов создать конкурентоспособный на мировом рынке продукт отечественного производства. Материалы проекта широко обсуждались на площадке технологической платформы «Медицина будущего», с ведущими профильными специалистами России, в настоящее время актуальность реализации проекта подтверждена: 1. Минздравом России; 2. Российским кардиологическим обществом (президент - академик РАН Е.В.Шляхто); 3. Всероссийским научным обществом кардиологов (президент - академик РАН А.Ш.Ревишвили). 4. Национальной суперкомпьютерной технологической платформой. Цель проекта -создание научно-техничного задела для вывода на рынок новой разработки мирового уровня для снижения потерь от социально-значимых кардиологических заболеваний, повышения доступности и качества медицинской помощи. В ходе реализации проекта будут решены следующие научно-технические задачи. 1. Автоматизированное выявление в данных приходящих с имплантируемого ЭКГ-регистратора в режиме реального времени признаков патологий и состояний сердечно-сосудистой системы пациента угрожающих его жизни и требующих немедленного реагирования, посредством анализа потоковых данных приходящих с прибора в сопоставлении с накопленными данными по диагностике данного пациента. 2. Автоматизированное выявление в данных приходящих с наружного ЭКГ- регистратора в режиме реального времени признаков патологий и состояний сердечно-сосудистой системы пациента угрожающих его жизни и требующих немедленного реагирования, посредством анализа потоковых данных приходящих с прибора в сопоставлении с накопленными данными по диагностике данного пациента. 3. Автоматизированное формирование отчетов рекомендательной системы по составлению проектов врачебных заключений за любой период наблюдения пациента (до года и более). 4. Прогнозирование развития диагностированных заболеваний сердечно-сосудистой системы. Для решения данной задачи будут разработаны алгоритмы анализа данных ЭКГ для выделения историй болезни с контентом соответствующим выделенному заболеванию. 5. Разработка алгоритмов оценки точности работы рекомендательной системы формирования отчетов по составлению проектов врачебных заключений.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта будут получены следующие научно-технические результаты.
1. Промежуточные и заключительный отчеты о ПНИ, содержащие:
а) анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов,
относящихся к разрабатываемой теме;
б) результаты анализа данных экспериментальных исследований;
в) обобщение и выводы по результатам ПНИ.
2. Отчет о патентных исследованиях, оформленный в соответствии с ГОСТ Р15.011-96.
3. Патентные заявки, поданные по результатам исследований и разработок.
4. Будут разработаны следующие алгоритмы интеллектуальной обработки для:
- выявления в данных приходящих с имплантируемого ЭКГ-регистратора в режиме реального времени
признаков патологий и состояний сердечно-сосудистой системы пациента угрожающих его жизни и
требующих немедленного реагирования, посредством анализа потоковых данных приходящих с прибора в
сопоставлении с накопленными данными по диагностике данного пациента;
- выявления в данных приходящих с наружного ЭКГ- регистратора в режиме реального времени признаков
патологий и состояний сердечно-сосудистой системы пациента угрожающих его жизни и требующих
немедленного реагирования, посредством анализа потоковых данных приходящих с прибора в
сопоставлении с накопленными данными по диагностике данного пациента.
Данный результат позволит выявлять патологии, а также заблаговременно, еще до наступления
необратимых последствий для пациента автоматизировано и дистанционно выявлять признаки состояний,
при наступлении которых требуется врачебное вмешательство. Данная информация о состоянии пациентов
будет поступать врачу, который сможет оперативно отреагировать, связавшись с пациентом, чтобы
предложить ему наиболее оптимальный вариант купирования сложившегося состояния пациента.
5. Будут разработаны алгоритмы интеллектуальной обработки результатов ЭКГ за любые периоды времени
(до года и более) для выявления патологических состояний, требующих лечения, коррекции и/или
наблюдения врачом.
Данный результат позволит автоматизировано выявлять патологические состояния сердечно-сосудистой
системы пациента, что упростит и ускорит работу лечащим врачам, а также позволит исключить ошибки,
возможные при ручном анализе результатов ЭКГ.
6. Будут разработаны методы автоматизированного формирования отчетов рекомендательной системы по
составлению проектов врачебных заключений для последующей обработки их медицинскими работниками.
Данный результат позволит автоматизировать процесс постановки диагноза врачом пациенту, что позволит
существенно снизить расходы здравоохранения с одновременным повышением доступности и
эффективности оказания медицинской помощи.
7. Будут разработаны алгоритмы прогнозирования развития диагностированных заболеваний сердечно-
сосудистой системы.
Данный результат позволит прогнозировать развитие заболеваний сердечно-сосудистой системы, что
позволит в режиме обратной связи с пациентом оптимально подбирать лекарственную и другие терапии в
соответствии с наиболее благоприятным прогнозом.
8. Будут разработаны алгоритмы оценки точности работы рекомендательной системы формирования
отчетов по составлению проектов врачебных заключений.
Данный результат позволит автоматизировать процесс внесения корректировок в работу рекомендательной
системы формирования отчетов по составлению проектов врачебных заключений.
9. Будет разработана база знаний из размеченных образцов ЭКГ патологических и здоровых состояний
пациента.
Данный результат позволит обучать все разрабатываемые в рамках проекта алгоритмы и методы, а также
тестировать и настраивать систему самообучения, которая в свою очередь будет пополнять и
совершенствовать указанную базу знаний.
10. Будет создан экспериментальный образец программного комплекса (далее ЭО ПК).
Данный ЭО ПК позволит продемонстрировать все разработанные алгоритмы и методы в действии и
подтвердить заявленные характеристики.2014-14-579-0134-3262 16.09.2014 11:20 6 8aac6ddadcfb878014be238a02c6fad4
11. Программы и методики исследовательских испытаний ЭО ИС.
12. Программная документация на ЭО ПК.
13. Инструкция по применению ЭО ПК.
14. Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с
учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального
сектора экономики.
15. Публикации по результатам исследований и разработок.
16. Будет разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка облачной
нейросетевой системы обработки результатов электрокардиографических исследований, поступающих с
наружных и имплантируемых устройств в потоковом и статичном режиме за длительные периоды
времени, с формированием проектов врачебных заключений».
Данный результат позволит разработать реальное воплощение разработанных алгоритмов и методов, что
позволит снизить себестоимость и повысить качество оказания врачебных услуг в области наблюдения
пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Областью применения результатов выполнения работ будут являться телемедицина и системы
персонального мониторинга здоровья (после проведения соответствующего ОКР).
Способы использования следующие.
1. Внедрение в стандарты оказания медицинской помощи для дистанционного диспансерного наблюдения
больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Данное внедрение позволит снизить расходы
системы здравоохранения с одновременным повышением качества оказания медицинской помощи
пациентам с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. В настоящее время в России в структуре
неинфекционных заболеваний подавляющее большинство составляют заболевания сердечно-сосудистой
системы (56,7%), суммарный экономический ущерб от которых в РФ по данным Минздрава РФ составляет
около 1 трлн. руб. в год. Разрабатываемый имплантируемый ЭКГ-монитор позволит существенно снизить
эти расходы, т.к. обеспечит своевременный контроль за эффективностью лекарственной терапии,
выявление мерцательных событий, а также на ранней стадии выявить риск развития жизнеугрожающих
состояний ишемической природы (инфаркт, инсульт) и аритмии.
2.Ожидаемые результаты можно внедрить как в уже существующие телемедицинские системы для
добавления в них сервиса дистанционного ведения пациентов с нарушением ритма, проводимости и
ишемической болезнью сердца, так и полностью развернуть новую телемедицинскую систему.
3. Используя результаты работ можно оснастить врачей автоматизированными рабочими местами
реализовав локальную версию облачной системы.

Текущие результаты проекта:
Соглашение находится на стадии устранения замечаний со стороны мониторов.