«Киберсердце» — в каждый дом
Проект реализуется в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации № 218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства». Срок выполнения проекта — три года: с I квартала 2016 года по IV квартал 2018 года. На «Киберсердце» выделены субсидии в объеме 340 миллионов рублей, причем проект в равных долях финансируют государство и индустриальный партнер. Вместе с «Ниагарой» — Нашим индустриальным партнером является ООО «Ниагара компьютерс», один из ведущих производителей суперкомпьютеров в России, с которым у нас сложилось тесное сотрудничество,— говорит Григорий Осипов.— Эта московская компания несколько лет назад поставила в ННГУ суперкомпьютер «Лобачевский» пиковой производительностью около 600 терафлопс (1 терафлопс — это триллион операций в секунду) и активно участвует в решении научно-исследовательских задач в области биомедицины и нейробиологии, поставленных перед университетом по федеральным целевым программам. Совместно с «Ниагарой» мы стали участниками проекта «Киберсердце» с использованием вычислительных мощностей «Лобачевского». Полное название нашей работы — «Программно-аппаратный комплекс "Киберсердце" (ПАККАРД)», но среди исследователей оно укоренилось как «Киберсердце». Разработка основана на интеллектуальных технологиях ранней диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Цель проекта заключается в доступной дистанционной специализированной кардиологической помощи населению, снижении уровня смертности и инвалидности и улучшении качества жизни больных. В рамках проекта создается программно-аппаратная система получения, хранения и автоматизированной диагностики кардиологических данных. Такая система будет включать программный комплекс, позволяющий проводить высокоточные вычисления, воспроизводящие динамические процессы в сердце, и распознать сердечные заболевания. При этом аппарат способен получать данные о сердечной активности человека в режиме реального времени. Комплекс дает возможность сделать мобильную электрокардиограмму сердца с отправкой результатов на облачный сервер, где после их обработки специальными программами будут выданы диагностические решения. Сам аппарат представляет собой портативное устройство, прикрепляющееся «липучкой» к телу человека и снимающее электрокардиограмму в течение определенного периода времени. На смартфоне владельца появляется онлайн-отображение предварительного анализа этой электрокардиограммы с точки зрения экстренных, или ургентных, ситуаций, при которых в медицинской практике требуются неотложные меры помощи больному. Распознать опасность будет несложно. Сигналы подаст пользователю своеобразный светофор: зеленый сигнал будет означать, что проблем с сердцем нет, желтый сигнал даст повод для беспокойства, а красный станет уведомлением, что надо срочно обратиться к кардиологу. Параллельно эта же информация передается в проектный колл-центр, сотрудники которого будут аккумулировать данные со смартфонов и в случае необходимости отправлять ее тому или иному врачу, работающему в этой системе по аналогии с форматом «свободная касса». Специалист, проанализировав поступившую информацию, и принимает окончательное решение о методике помощи больному. Например, он может дать рекомендацию пройти срочное обследование в больнице. — Кардиологов, готовых работать по такой схеме, немало. В команду разработчиков входят несколько сотрудников ГБУЗ НО «Городская клиническая больница № 5» и Специализированной кардиохирургической клинической больницы (кардиоцентра), и все они высоко оценивают возможности нашего изобретения,— констатирует Григорий Осипов. Опытный образец интегрированной в работу стационара системы «Киберсердце» уже сейчас функционирует в больнице № 5. — Программно-аппаратный комплекс собирает разнородную медицинскую информацию: результаты анализов, цифровые электрокардиограммы пациентов, показатели эхокардиографии, данные компьютерной и магнитной томографии сердца. На основании методов искусственного интеллекта комплекс выдает рекомендации по лечению и дообследованию пациентов, помогая врачу в принятии решений. Мы надеемся, что в скором будущем «Киберсердце» сможет ощутимо об«Поиск-НН» № 12 (210), 2017 27 легчить работу врача общей практики, став своего рода «электронным кардиологом-помощником» на первых этапах диагностики заболеваний сердечнососудистой системы,— отмечает консультант проекта, сердечно-сосудистый хирург Городской клинической больницы № 5, кандидат медицинских наук Александр Викторович Никольский. Киберсердечный эффект — Созданию портативного прибора индивидуального кардиомониторинга предшествовала работа по конструированию 3D-модели человеческого сердца,— поясняет руководитель проекта.— Такая модель необходима прежде всего для испытаний и экспериментов, не осуществимых на живом человеке, и именно на ней сотрудникам НИИ суперкомпьютерных технологий ННГУ удалось «прогнать» всю технологию снятия кардиограммы и отследить динамику сердечной деятельности под воздействием тех или иных обстоятельств или лекарств. Так что инновационный потенциал «Киберсердца» кроме суперкомпьютерного персонализированного моделирования сердечных процессов включает компьютерное тестирование исследований новых фармпрепаратов, программную автоматическую сегментацию сердца для компьютерных и магнитно-резонансных томографов, превосходящую зарубежные аналоги, дистанционное обучение медицинских специалистов на базе «Киберсердца» и носимые 1/3/6/12-канальные кардиорегистраторы, передающие ЭКГ удаленно в режиме реального времени. Очень важно, что наш метод может быть адаптирован под конкретного человека и его сердце с возможностью подбора оптимального лечения для этого человека. Кроме того, в процессе исследований выяснилось, что «Киберсердце» позволяет также проводить моделирование различных воздействий (электрических, механических, оптических и других), тестировать влияние медикаментов. — Ожидаемый экономический эффект от внедрения проекта «Киберсердце» в рамках бюджета Нижегородской области составит 3,5 миллиарда рублей в год при сроке внедрения три года,— подчеркивает Григорий Осипов. Сокращение числа госпитализаций в стационары за счет ранней точной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний даст экономический эффект в один миллиард рублей в год, сокращение времени пребывания кардиологических пациентов в стационаре на 4–5 суток — 1,8 миллиарда рублей, снижение потребности населения в экстренной медицинской помощи — 173 миллиона рублей, решение вопроса нехватки врачебных кадров и круглосуточной доступности специализированной кардиологической помощи в любой точке региона — 480 миллионов. К этому надо добавить и сокращение закупок импортного оборудования и программного обеспечения для медицинской аппаратуры. — Не менее важна и социальная значимость «Киберсердца»,— продолжает профессор.— Ее первая составляющая — автоматическая удаленная диагностика заболеваний сердечно-сосудистой системы в режиме реального времени с возможностью обратной связи с пациентом (вызов «скорой помощи», направление в стационар). Вторая — создание крупнейшей в России динамической базы цифровых медицинских данных, интегрированной с Единой государственной информационной системой в сфере здравоохранения. Третья — решение проблемы нехватки медицинских кадров; подсчитано, что «Киберсердце» сократит потребность в медперсонале на 40% при оказании кардиологической помощи. Четвертая — увеличение доступности специализированной кардиологической помощи населению. Пятая — снижение смертности населения от сердечно-сосудистых заболеваний на территории Нижегородской области, а в дальнейшем на всей территории Российской Федерации. Внедрение комплекса в машинах «Скорой помощи», в больницах и фельдшерских пунктах позволит снизить смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 10–12% и инвалидность на 8–10%, то есть повысит трудоспособность населения, продолжительность и качество жизни. Диагноз по подписке Коммерциализация проекта «Киберсердце» должна начаться с 2019 года, а в следующем году команда исследователей будет дорабатывать этот программный аппаратный комплекс. Не исключено, что за ориентир будут взяты кардиографы «Миокард» саровской компании ООО «НИМП ЕСН», которыми она уже оснастила клиники, ФАПы и машины «Скорой помощи». По оценке разработчиков, рынок желающих получать такую услугу огромен: спортивная медицина, МЧС, силовые структуры, различные учреждения и ведомства включая туристическую отрасль. В жизни возникает немало ситуаций, когда человеку крайне необходимо знать о своем состоянии, и разве для этого обязателен вызов «скорой помощи»? Достаточно будет нажать кнопку, спокойно заниматься своими делами и через некоторое время получить достоверную информацию. — В принципе любой человек в перспективе сможет купить в магазине наш портативный электрокардиограф,— прогнозирует Григорий Осипов.— В наши дни тонометр для измерения давления есть почти в каждой семье, и прибор «Киберсердце» тоже необходим. Размером со спичечный коробок, он совсем не заметен под одеждой. Но если человек просто купит этот аппарат в аптеке, мы никакой ответственности за результаты его использования нести не будем. Дело в том, что проект подразумевает систему подписки на эту услугу, которая будет осуществляться на базе кардиологических отделений, созданных нами совместно с нашим индустриальным партнером. Человек, желающий стать участником проекта, получит там электрокардиограф, руководство к действию и попадет в список пользователей этой платной услуги. И врач, и мы, продавцы прибора, будем ответственны за постановку правильного диагноза. Ведь в данном случае важен анализ снятой кардиограммы, а математики как никто другой умеют оперировать данными. Пример. Летом 2017 года в медпункте ННГУ начал работать кабинет, где сотрудникам вуза и студентам сделают кардиограмму с использованием электрокардиографа известной швейцарской компании. Кардиографы этой марки уже способны поставить какой-то диагноз — во всяком случае, дать врачу некую подсказку, причем вероятность постановки правильного диагноза с аппаратом Schiller достигает 85%. А математикам ННГУ удалось создать программы, превосходящие Schiller и приближающиеся к 95%. Уверен, что не за горами вероятность в 99%. При этом надо понимать, что «Киберсердце» не подменяет консультацию у врача, а рассматривается как система поддержки принятия решений. Врачу не надо будет рассматривать саму электрокардиограмму — в его распоряжении окажется обработанная информация и предварительный диагноз, которые помогут ему вынести окончательный вердикт. Иными словами, проект «Киберсердце» поможет специалисту быстрее принять правильное решение. Два ключевых слова проекта — «быстрее» и «правильнее». По словам руководителя проекта, изобретателям предстоит сертификация продукта и налаживание промышленного выпуска аппарата. Не исключено, что компания-производитель будет создана силами самих же разработчиков, так как технология сборки кардиографов несложная и с комплектующими проблем не будет. В настоящее время прибор существует в нескольких экземплярах и используется как опытный образец. Команда разработчиков из НИИ суперкомпьютерных технологий ННГУ в настоящее время ведет переговоры 28 по внедрению программно-аппаратного комплекса «Киберсердце» в нижегородских медучреждениях. Ученые готовы оснастить своей системой даже машины «Скорой помощи». Возможности недавно открывшегося Центра инновационного развития медицинского приборостроения ННГУ будут способствовать продвижению этого прибора, заверяет Григорий Осипов. Этот центр пока еще выходит на полную мощность и проводит отбор проектов, которые будут там реализовываться, но есть большая вероятность того, что в нем будет создано кардионаправление со специализированной клиникой, в которой будет использоваться новое «Киберсердце». А совсем недавно новинка была продемонстрирована на выставке «Вузпромэкспо-2017», где заслужила похвалу и от министра науки и образования России, и от рядовых посетителей
