 |
Учёные ПНИПУ превратили смартфон в диагностический прибор для выявления инсульта и головокружений
Головокружение — одна из самых частых жалоб людей. Но современное оборудование для диагностики дорогостоящее и импортное, поэтому доступно не везде. Ученые ПНИПУ создали программное обеспечение для обычного смартфона. Оно работает с точностью почти в 8 раз выше минимально необходимой для постановки диагноза.
Статья опубликована в журнале «Физические приборы для экологии, медицины, биологии».
Когда вы резко поворачиваете голову, ваш внутренний орган равновесия (вестибулярный аппарат) сам заставляет глаза двигаться так, чтобы картинка перед вами оставалась чёткой — это как встроенный стабилизатор, а сам механизм называется вестибулоокулярный рефлекс. Но при некоторых болезнях он ломается: глаза не успевают подстроиться под поворот головы, изображение начинает «плыть», и человек чувствует головокружение. К таким патологиям относятся, например, вестибулярный неврит — это воспаление нерва, которое часто случается после гриппа или простуды, а ещё двусторонняя вестибулопатия, когда плохо работают оба вестибулярных аппарата сразу и болезнь Меньера, дающая приступы сильного головокружения вместе с шумом в ушах и снижением слуха.
Чтобы понять, насколько сильно нарушен тот самый рефлекс, который держит картинку чёткой при поворотах головы, врачи делают простой тест, который называется видео-импульсный тест поворота головы (ИТПГ). Пациента просят смотреть в одну точку, а доктор резко поворачивает его голову в стороны, проверяя, успевают ли глаза подстроиться. Специальная камера и датчики движения замеряют, не «плывёт» ли взгляд относительно поворота головы. Чем больше глаза отстают, тем серьёзнее проблема с вестибулярным аппаратом.
Важно, что этот же тест помогает врачам заподозрить и гораздо более опасное состояние — инсульт. Дело в том, что при нем вестибулоокулярный рефлекс часто остаётся нормальным, хотя у человека сильное головокружение. Если тест показывает, что рефлекс в порядке, а пациент жалуется на резкое головокружение, то возможно, дело не в вестибулярном аппарате, а в нарушении кровообращения в мозге, то есть в инсульте.
Проблема в том, что профессиональное оборудование для такого теста стоит от полутора миллионов рублей, оно зарубежного производства и доступно далеко не каждой поликлинике. К тому же разные марки этих приборов дают заметно различающиеся результаты. В одном исследовании одних и тех же пациентов проверили на нескольких системах, и оказалось, что показатели отличались в четыре раза. Получается, один и тот же пациент получает разные диагнозы — от лёгкого до тяжёлого, в зависимости от того, на каком аппарате его проверяют.
Исследователи Пермского Политеха создали программу для обычного смартфона — без каких-либо дополнительных датчиков или навесного оборудования. Достаточно самого телефона, штатива, чтобы закрепить его перед пациентом, и приложения, которое разработали ученые. Оно обрабатывает видеопоток с камеры и с помощью специальных алгоритмов вычисляет положение головы с точностью, достаточной для медицинского применения.
— Прежде чем внедрять программу в реальную практику, нужно было убедиться, что алгоритмы работают правильно. На первом этапе мы провели испытания с участием добровольцев. Человек садился на стул, перед ним на штативе закрепляли смартфон, и он поворачивал голову влево и вправо, а телефон записывал видео — каждая запись длилась около минуты. Чтобы оценить точность определения положения головы, нужно было с чем-то сравнить результат, поэтому на затылок участника крепили специальные эталонные датчики — небольшие устройства, которые очень точно измеряют повороты и резкие движения, и их данные использовали как образец, — объясняет Геннадий Мамыкин, аспирант кафедры «Прикладная математика» ПНИПУ.
Далее к видеозаписи применили несколько нейросетевых моделей, которые определяют положение головы, а затем очистили полученные данные от мелких помех — примерно так же, как в фоторедакторе убирают зернистость с фото.
— Всё это нужно, чтобы из видео получить точные числовые значения углов поворота головы в каждый момент времени. Поскольку модели уже обучили на больших массивах данных, на новых добровольцах они показали стабильно высокую точность. Результат превзошёл ожидания: лучшая комбинация алгоритмов дала ошибку измерений почти в семь раз точнее, чем требуется для постановки диагноза. Это значит, что результаты работы программы и алгоритмов на смартфоне очень близки к показаниям высокоточных эталонных датчиков, — рассказывает Владимир Первадчук, заведующий кафедрой «Прикладная математика» ПНИПУ, доктор технических наук.
Программа с высокой точностью отслеживает и положение головы, и движение зрачков. Погрешность для них составляет около трёх градусов — этого достаточно для уверенной диагностики. А значит, тест может стать доступным для районных поликлиник, небольших больниц и даже для выездной диагностики.
Уже сейчас разработку тестируют в одной из поликлиник Перми. Специалисты используют приложение в реальной практике, параллельно собирая базу данных — обезличенные результаты тестов пациентов с разными формами головокружений. Это в будущем позволит обучать и совершенствовать алгоритмы программы, делая диагностику ещё точнее.
Контактное лицо: Макарова Татьяна Андреевна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 16:17, 20.06.2026
Количество просмотров: 49
Страна: Россия
| Ученый Пермского Политеха рассказал, когда ждать Оленью Луну, ПНИПУ, 07:31, 05.08.2026, Россия |
35 |
| С 28 по 29 июля на небе взойдет Оленья Луна – полнолуние, которое ежегодно приходится на середину лета. О том, как атмосфера влияет на цвет, как название связано с коренными народами Северной Америки и почему спутник будет казаться полным целых две ночи, рассказал ученый ПНИПУ. |
|
| Инженеры «Швабе» предложили новые подходы для совершенствования радаров и систем связи нового поколения, Холдинг «Швабе» Госкорпорация Ростех, 07:13, 05.08.2026, Россия |
32 |
| Специалисты холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех прорабатывают новые решения для преодоления одного из ключевых ограничений современных радаров и систем связи. Они позволят эффективнее принимать и обрабатывать большие объемы данных на высоких частотах, что необходимо для создания более быстрых и точных радиолокационных комплексов, а также систем спутниковой и мобильной связи нового поколения. |
|
| Ученые Пермского Политеха развеяли 7 популярных мифов о загаре, ПНИПУ, 15:16, 03.08.2026, Россия |
146 |
| Наступило лето, а значит мы все подвергаемся более интенсивному воздействию солнечных лучей. Ученые Пермского Политеха рассказали, правда ли ультрафиолет лечит акне, как работает автозагар, можно ли использовать масло вместо защитного крема и как сметана и кефир могут усугубить солнечный ожог. |
|
| Ученая Пермского Политеха назвала 7 самых агрессивных сорняков на даче и рассказала, как с ними бороться, ПНИПУ, 15:02, 03.08.2026, Россия |
46 |
| 23 июля в России отмечается День дачника. Ученая ПНИПУ назвала семь самых агрессивных растений, которые распространены во всех регионах нашей страны, и рассказала, какой урон они наносят культурам, что помогает им размножаться с такой силой, как с ними бороться и можно ли извлечь из них пользу. |
|
|
|
