Ученые Сколтеха разработали систему ранней диагностики болезни Паркинсона

Общество

Ученые Сколтеха разработали уникальную систему ранней диагностики болезни Паркинсона

Российские ученые из Сколковского института науки и технологий разработали программно-аппаратную систему, позволяющую на ранней стадии диагностировать у пациентов симптомы болезни Паркинсона.

Об особенностях предложенной схемы ФАН рассказали сами авторы инновационного метода.

Пандемия болезни Паркинсона

Ни для кого не секрет, что человечество на Земле стремительно стареет. Ухудшающаяся экология, постоянные стрессы способствуют развитию опасных заболеваний, в том числе и нейродегенеративных, при которых погибают нервные клетки, в первую очередь головного мозга человека. По мнению экспертов, уже в ближайшие десятилетия люди на нашей планете могут столкнутся с настоящей пандемией болезни Паркинсона.

Болезнь Паркинсона проявляется в нарушениях двигательной сферы. Первыми симптомами обычно являются скованность движений или тремор. Сегодня это заболевание — лидер по числу новых выявленных случаев. И хотя эта болезнь была известна еще в Древнем Египте, врачи до сих пор не научились полностью излечивать страдающих от этого недуга.

По словам руководителя Федерального центра экстрапирамидных заболеваний ФМБЦ А. И. Бурназяна, кандидата медицинских наук Екатерины Бриль, болезни Паркинсона подвержены все, вне зависимости от пола и возраста.

«Есть такие формы болезни Паркинсона с ранним началом проявления первых симптомов и в 20, и в 30 лет. Есть формы генетические, которые передаются по наследству. Выделяются несколько ранних стадий, которые могут выявить только опытные специалисты, так как внешне они практически неразличимы. Первая симптоматика может обнаружиться за пятнадцать лет до явных проявлений болезни», — утверждает Бриль.

Главная сложность диагностики состоит в том, чтобы отличить болезнь Паркинсона от других заболеваний со схожими двигательными нарушениями. Единого биомаркера для надежной диагностики болезни до сих пор не существует, и врачи вынуждены полагаться на собственные наблюдения. Именно это зачастую приводит к постановке неверного диагноза.

ЧИТАТЬ  Космос, вакцины, АЭС — чем может похвастать российская наука, обсудят в «Патриоте»

Ученым Сколтеха удалось создать диагностическую систему, которая при помощи алгоритмов машинного обучения анализирует видеозаписи, на которых пациенты выполняют определенные задания. Под руководством неврологов исследователи разработали комплекс из пятнадцати простых упражнений.

Участникам эксперимента предлагалось выполнить несколько привычных действий: пройти, сесть на стул, встать со стула, сложить полотенце, налить воду в стакан и коснуться носа кончиком указательного пальца.

Ученые Сколтеха разработали уникальную систему ранней диагностики болезни Паркинсона

Комплекс упражнений от ученых Сколтеха

По словам аспиранта Сколтеха, соавтора методики Екатерины Коваленко, при отборе упражнений ученые опирались не только на известные схемы, но и на опыт практикующих врачей.

«Мы собрали группу из пятнадцати упражнений, каждое из которого смотрит на какой-то вид тремора. Для этого мы взяли существующие шкалы для определения болезни Паркинсона. Этот список нам дополнили врачи, которые дали свои личные наработки», — объясняет аспирант Сколтеха.

Для пилотного исследования ученые отобрали 83 человека. В группу включили пациентов, страдавших нейродегенеративными заболеваниями и здоровых людей. Все выполняемые ими упражнения записывались на видео, а полученные видеозаписи обрабатывались при помощи специальной программы.

С ее помощью на человека наносились контрольные точки, соответствующие частям его тела. Таким образом была получена упрощенная модель движущихся объектов. Затем ученые проанализировали полученные данные. По словам Коваленко, при этом использовались методы машинного обучения.

«Мы брали кадры видео с пациентами и обрабатывали его при помощи нейронной сетки, чтобы выявить ключевые точки на теле пациентов. Используя эти точки, мы отслеживали движения по кадрам. Помимо этих вычислений, мы дополнительно использовали различные математические модели, чтобы классифицировать пациентов», — утверждает собеседница ФАН.

Ученые Сколтеха разработали уникальную систему ранней диагностики болезни Паркинсона

Информативный метод видеосъемки

Исследователи полагают, что использование видеозаписей и методов машинного обучения дают более объективную картину для диагностики ранней стадии болезни Паркинсона. Благодаря этому врачи могут выявлять мелкие нюансы и характерные особенности различных стадий заболевания, которые иногда может пропустить человек, считает собеседник ФАН.

«Есть определенные особенности, которые врачу трудно уловить неинструментальными методами и в этом, как раз, может помочь наша система. На данном этапе мы не говорим, что способны обходится без врачей. Но наша система уже может быть использована как дополнительный метод диагностирования, чтобы помочь врачам объективно видеть всю картину», — отмечает руководитель проекта разработки методики диагностирования Андрей Сомов.

На первом этапе исследований российские ученые не ставят перед собой задачу полностью исключить человека из диагностической схемы. Их метод идет как ее дополнение, а разработка ученых Сколтеха позволяет определить способ дальнейшего лечения пациента.

ЧИТАТЬ  Энергоинтеграция с ЕС погрузит Украину во тьму

По словам Екатерины Бриль, благодаря предложенной системе второго мнения каждому больному удастся лучше подобрать необходимую для него терапию.

«Нам необходимы инструменты для объективизации колебаний двигательных состояний у пациентов с болезнью Паркинсона, которые позволят более персонифицировано подходить к подбору терапии, а также принимать решения о необходимости нейрохирургического лечения. В дальнейшем с помощью таких систем оценивать и результат операции», — считает Бриль.

Исследования по раннему выявлению симптомов болезни Паркинсона сегодня ведутся как в Европе, так и за океаном. Наибольшего успеха добились в Италии. Ученые Апеннинского полуострова разрабатывают свой метод диагностики, используя сенсорные датчики.

В самом начале исследований в Сколтехе тоже пошли по этому пути. Но в дальнейшем были вынуждены отказаться от использования носимых датчиков. Новый метод, при котором используется видеосъемка, оказался простым и более информативным.

Коронавирусная пандемия внесла свои коррективы в исследования ученых Сколтеха, работы пришлось продолжить без прямого контакта с пациентами и сосредоточиться на задачах моделирования и анализа. Но ученые уверяют — как только ограничения будут полностью сняты, они продолжат свои разработки.

Источник: https://riafan.ru/1385171-uchenye-skoltekha-razrabotali-sistemu-rannei-diagnostiki-bolezni-parkinsona

Оцените статью
Ессентуки - новости, факты
Добавить комментарий