Селфи-диагностика. 9 цифровых инструментов для контроля здоровья по лицу
Представьте себе — вы чувствуете себя больным, но вместо того, чтобы идти к врачу, вы достаете свой смартфон и определяете диагноз, сделав селфи. Фантастика? Скорее всего, это скоро станет фактом: ученые уже разработали несколько решений и компьютерных моделей, которые способны точно предсказывает состояние здоровье, основываясь на форме вашего лица, цвете кожи, состоянии глаз, даже на выражении вашего лица. При этом компьютерная модель работает примерно также, как человеческий мозг — не даром существуют люди, которые способны определять наличие определенных заболеваний просто взглянув на лицо своего собеседника.
Лицо содержит достоверные, ощутимые сигналы о состоянии физиологического здоровья человека и компьютерная модель распознавания лиц может точно предсказать индекс массы тела, содержание жира, состояние кожи и данные артериального давления, показывают новые исследования.
Давайте рассмотрим несколько подобных решений.
Мониторинг давления крови
Недавно опубликованные в журнале Circulation данные исследования свидетельствуют, что измерение артериального давления с помощью смартфона, использующего технологию трансдермальной оптической визуализации, позволило с высокой точностью прогнозировать систолическое и диастолическое кровяное давление.
Технология, использованная в исследовании, основана на применении алгоритмов машинного обучения и визуализации кровотока с видеоизображений лица с помощью камеры смартфона.
Исследователи обнаружили, что модель смогла предсказать систолическое артериальное давление с точностью 94.81%, а диастолическое — с точностью 95.7%, т.е. технология способна предсказывать артериальное давление в пределах «клинически приемлемого порога точности 5 ± 8 мм рт.ст. при проведении испытаний на всем диапазоне артериального давления».
Ученые отметили, что исследование проводилось в хорошо контролируемой среде с фиксированным освещением, что, по мнению исследователей, является ключевым ограничением в их работе.
Решение пока не оформлено в виде приложения или другого какого-либо программного продукта.
Похожее решение разработали исследователи из университета Торонто в Канаде и филиала больницы университета Ханчжоу в Китае. На днях они опубликовали доказательство того, что приложение для смартфона, снимающее короткое видео, может точно определять артериальное давление — по крайней мере, у определенных категорий пользователей.
Их решение также использует технологию трансдермальной оптической визуализации. Свет, излучаемый камерами смартфона, отражается от белков, находящихся вблизи поверхности кожи, с разной скоростью. Измеряя мельчайшие изменения гемоглобина — 900 снимков, сделанных за 30 секунд — можно получить показания артериального давления. Система использует алгоритм машинного обучения, который позволял получать показания артериального давления с точностью до 95%. По крайней мере, для людей, которые участвовали в исследовании — выходцев из Восточной Азии или Европы.
Отметим, что приложение для смартфона Anura еще не готово к использованию. Оно доступно в магазинах приложений для iOS и Android бесплатно, но в ее нынешнем виде она определяет только сердечный ритм и уровень стресса у пользователей.
Мониторинг хронических заболеваний
Группа разработчиков из семи европейских стран создали решение, получившее название Wize Mirror и похожее на обычное зеркало, но включает в себя 3D-сканнер, мультиспектральные камеры и газовые сенсоры, позволяющие оценить здоровье человека, смотрящего на свое отражение. Устройство делает это, оценивая лицо человека, его жировую ткань, мимику и цвет кожи.
Wize Mirror предназначено? в первую очередь, для людей с хроническими болезнями, такими как диабет и сердечные заболевания.
Система ищет явные признаки стресса и тревожности, газовые сенсоры берут образцы выдыхаемого пользователем воздуха, чтобы определить содержание компонентов, показывающих, как много он курит или пьет. Трехмерный сканер анализирует форму лица, чтобы зафиксировать набор или потерю веса, в то время как мультиспектральные камеры помогают оценить частоту биения сердца и уровень гемоглобина. После того, как программное обеспечение проанализирует лицо, а занимает это всего около минуты, зеркало выдает результирующие значения, которые отображают уровень здоровья пользователя.
Правда, пока существуют проблемы обеспечения точности измерений из-за множества меняющихся параметров, таких как освещение, чрезмерная подвижность пользователя и т.п.
Мониторинг сердечного ритма
Приложение с незамысловатым названием Heart Rate позволяет измерить частоту сердечного ритма путем направления камеры смартфона на ваше лицо. Просто держите смартфон перед своим лицом, центрируя его расположение, ориентируясь на изображение на экране. Показанная на экране иконка станет зеленой, когда вы правильно расположите смартфон.
Тесты показывают, что измерения с помощью фронтальной камеры практически также точны, как и замеры при помощи вашего пальца и задней камеры, что уже используются в некоторых мобильных приложениях. Все что нужно, это быть в хорошо освещенном месте, а также не дергаться и не разговаривать при измерениях.
Программа позволяет также просматривать данные за определенный период времени, в том числе и в графическом виде.
Приложение существует только в версии для iOS и стоит оно меньше $1.
Контроль психического здоровья
Исследователи из университета Карнеги-Меллона разработали решение на базе алгоритмов машинного обучения для анализа мимики лица, основываясь на 68 его различных точках, включая брови, уголки глаз, рот и нос. Система получила название MultiSense и используется для отслеживания связей между лицевой мимикой и эмоциональным состоянием людей, страдающих от депрессии. Новая технология может помочь врачу постоянно и незаметно контролировать состояние здоровья своих пациентов и делать это, используя объективные количественные данные.
Система может также в реальном времени отслеживать положение головы человека, направление его взгляда и ориентацию его тела. Такой уровень детализации может дать на удивление много информации. Взглянув на нос человека и его брови, мы можем отличить, например, счастливую улыбку от злой усмешки, или от улыбки, вызванной ситуацией, а не эмоцией.
Разработчики при этом отмечают, что такой инструмент больше подходит для постоянного лечения пациентов, страдающих от депрессии, а не для диагностики болезни.
Японские исследователи из университета в Осаке и Института науки и технологии в Наре разработали метод диагностирования деменции, который использует анализ ответов пациентов на специализированные вопросы и их реакций при этом. Программное обеспечение идентифицирует различные параметры речи, такие как тон, скорость интонацию, а также употребление глаголов и существительных. В это же время программа с помощью камеры отслеживает выражение лица пациента и измеряет ряд визуальных параметров. Информация об этом проекте была опубликована в IEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine.
Вся эта информация обрабатывается с помощью алгоритмов машинного обучения, которые ранее уже были «натренированы» на данных людей, как страдающих от деменции, так и тех, кто только проявляет признаки заболевания или здоров. При тестировании системы программа показала 90%-точность, основываясь лишь на 6 вопросах, ответ на каждый из которых занимал только две — три минуты.
Распознавание эмоций
Новая технология распознавания эмоций Affectiva использует камеру ноутбука, планшета или смартфона для того, чтобы расшифровать лицевые сигналы. Алгоритм программы считывает эту информацию, чтобы определить эмоции, которые в данный момент испытывает пациент. Это может быть особенно полезным в телемедицине, где врач ведет общение с пациентом с помощью мобильной видео-платформы. Возможность для доктора распознать, как себя чувствует пациент, может пригодиться в лечебном процессе.
Система может помочь ответить на ряд вопросов, начиная от определения, работает ли конкретная терапия, и заканчивая выяснением отношения клиентов к конкретной кампании и насколько это отношение совпадает с ожидаемым.
Исследователи из Affectiva, в частности анализируют вариативность сердечного ритма на основе данных видео лица, что позволяет более точно оценивать эмоции человека. Этот подход, кстати, показал улучшенные возможности оценки частоты сердечных сокращений по сравнению с существующими современными технологиями и может оказаться актуальным для тех, кто заинтересован в измерениях краткосрочных колебаниях частоты сердечных сокращений.
Алгоритм Affectiva считывает действующие элементы лица, например, форму губ при улыбке или бороздки у бровей, и генерирует тип эмоции, основываясь на данных 12 млрд. эмоциональных точек, полученных из 2,9 млн видео лиц из 75 стран мира.
Диагностика
Диагностика аутизма
Компания RightEye разработала облачную программную систему отслеживания движения глаз пользователя, на базе которой создала два медицинских теста. Один из них позволяет врачам быстро идентифицировать у детей в возрасте 12 — 40 месяцев первые признаки аутизма, а второй предназначен для диагностики болезни Паркинсона у пациентов любого возраста.
Программное обеспечение RightEye работает за счет отслеживания движений глаз, когда пациенту показывают видео на планшете. Устройство, контролирующее движения глаз, устанавливается внизу на большом игровом планшете, а все данные, измеренные трекером глаз, тут же интерпретируются программным обеспечением, после чего генерируется отчет, который отправляется врачу. Тест продолжается несколько минут и каждый сценарий требует от пациентов следить за графикой на экране.
Новые тесты позволят существенно быстрее получать результаты и диагностировать заболевание, чем современные методы, которые требуют многочисленных посещений врача, большого количества бумажной работы и массы тестов.
Диагностика заболеваний кожи
Приложение Sunface ставит своей целью предотвратить избыточное пребывание на солнце, получение солнечных ожогов заболевание раком кожи. Основная целевая аудитория этого продукта — молодежь.
Это приложение позволяет пользователю сделать селфи и затем предлагает выбор из трех категорий — «дневная защита от солнца», «без солнцезащиты» и «еженедельное времяпровождение на шезлонге». После этого программа предлагает пользователю взглянуть на свое лицо, каким оно будет через 5 — 25 лет. Все эффекты, отображающиеся при этом, основаны на индивидуальном типе кожи, который пользователь может выбрать в начале использования приложения. Кроме этого, система имеет несколько кнопок, позволяющих показывать наиболее частые виды рака кожи, связанные с ультрафиолетовым облучением, и рассчитывает, насколько увеличивается риск заболевания в зависимости от поведения человека. Приложение также рассказывает о методах самодиагностики рака кожи.
Определение редких генетических заболеваний
Набор алгоритмов анализа изображений, разработанных американским стартапом FDNA, может диагностировать определенные генетические заболевания на основе анализа фотографии лица человека. Этот программный пакет, названный DeepGestalt, основан на алгоритмах глубокого обучения и компьютерного зрения, которые идентифицируют закономерности на фотографиях лиц пациентов и определения того, какая из множества возможных генетических мутаций может быть у этого человека.
Алгоритмы обеспечивают точность 64%, что значительно лучше, чем у врачей, которые, по данным исследования 2010 года, не могут идентифицировать мутацию только по фенотипу лица.
Алгоритмы DeepGestalt включены в приложение компании Face2Gene, которое свободно распространяется среди медицинских профессионалов. Врачи уже начали использовать эту технологию в качестве вспомогательного средства, хотя, как оговариваются представители компании, этот инструмент не предназначен для постановки окончательного диагноза.
Общее число болезней, которые сегодня умеет диагностировать DeepGestalt составляет 216.
Аналогичное приложение было разработано американскими учеными из Института детской хирургии имени Шейха Зайеда. В этом продукте используется цифровое программное обеспечение для анализа лица, позволяющее определить у ребенка наличие генетического заболевания — синдрома Ди Джорджи, характеризующегося многочисленными пороками развития.
Это приложение на основе 126 индивидуальных черт лица они смогли правильно диагностировать заболевание с точностью 96,6% и выше у пациентов из практически каждой этнической группы.
Эта же технология была также очень точной в диагностике синдрома Дауна.
Контроль лежачих пациентов
Технология распознавания лиц может быть использована для мониторинга пациентов под седативными препаратами в отделениях интенсивной терапии, предупреждая медицинских работников, когда пациент рискует случайно вынуть дыхательную трубку или совершить другие рискованные действия. Концепция была проверена с умеренным уровнем точности (75 %) в японском исследовании, в котором использовался алгоритм, обученный на основе анализа изображений с камер, направленных на лица 24 пациентов в отделении интенсивной терапии.
После анализа данных, ученые из Йокогамского городского университета (Япония) создали свой инструмент для распознавания признаков изменения мимики лица, движения глаз и рук, связанные с повышенным риском.
В настоящее время японские исследователи дорабатывают свое решение, чтобы оно могло работать с пациентами, находящимися в разных позициях, чтобы сделать инструмент универсальным для повседневной работы в отделении интенсивной терапии.
Источник
МРТ всего тела что показывает
Магнитно-резонансная томография позволяет обнаружить скрытые патологии любой области на начальных стадиях, когда клинические проявления отсутствуют. МРТ всего тела можно сделать без вреда для здоровья, получение изображений не подразумевает использования рентгеновского излучения. Диагностическая процедура не сопряжена с инвазивным проникновением в ткани и болевыми ощущениями.
Полное МР-сканирование организма человека
В некоторых клиниках осуществляют два вида магнитно-резонансного сканирования: диффузно-взвешенное (whole body diffusion-weighted imaging, или WB DWI) и классическое, подразумевающее оценку одной-двух (реже трех-четырех) областей. Принцип построения изображений различен, как и диагностическая ценность результатов. WB DWI использует оценку/измерение броуновского движения молекул во внутри- и внеклеточном пространствах и прохождения молекул воды сквозь мембраны (диффузию). Классическая МРТ основана на фиксации откликов протонов водорода в ответ на воздействие магнитного поля. И в том, и в другом случае сведения, переданные детекторами, обрабатывают компьютерные программы.
Что показывает МРТ всего тела?
Диффузно-взвешенная магнитно-резонансная томография демонстрирует прогрессирование опухолевого процесса, метастатические поражения, участки воспаления, абсцессы, специалисты относят исследование к скрининговым. Мультипараметрическая МРТ позволяет получить максимально подробные характеристики патологического очага и редко требует дополнительной визуализации.
Можно ли сделать МРТ всего организма?
WB DWI у пациента с опухолевой патологией лимфатической системы
МРТ всего тела показывает локализацию опухолей размером более 1,5 см на продвинутой стадии, метастатически измененные лимфатические узлы, участки воспаления в туловище, шее и голове. Конечности чаще не входят в зону покрытия: технические возможности усиливающих катушек ограничены, а отсевы злокачественных новообразований в руках или ногах обнаруживают значительно реже, чем во внутренних органах и костях осевого скелета.
Классическая мультипараметрическая МРТ с разным набором последовательностей — Т1, Т2, STIR, DWI — более подробно демонстрирует изменения в органах, взаимоотношение опухоли с окружающими тканями, особенности кровотока (при условии контрастирования), аномалии развития, степень выраженности воспаления, осложнения и пр. Диагностическая ценность изображений выше.
Прежде чем сделать выбор в пользу типа магнитно-резонансной томографии, важно определить цели исследования. МРТ всего тела выполняют при необходимости поиска очага поражения. После обнаружения отклонений от нормы проводят классическое сканирование области интереса для уточнения детальных характеристик патологии — структуры, распространенности, принадлежности, генеза и пр.
Специалисты рекомендуют сначала пройти более доступные исследования:
общий и биохимический анализы крови, мочи, определение уровня онкомаркеров;
маммографию молочных желез, гинекологический осмотр на кресле, кольпоскопию со взятием мазков на цитологию;
рентгенографию органов грудной клетки;
осмотр уролога/хирурга для мужчин и пр.
Какие болезни выявляет МРТ всего тела?
МРТ человека: диффузно-очаговая миелома с внекостным поражением левой паравертебральной области, А (справа) — до лечения, (слева) — прогрессирование заболевания через 9 месяцев после терапии; В — гистограммы: в зависимости от коэффициента диффузии видно окрашивание пикселов в разные цвета
Магнитно-резонансная томография всего тела с использованием ДВИ нашла применение в онкологической практике для диагностики злокачественных заболеваний с патологическими очагами в любом месте организма. Для оценки легких больше подходит компьютерное сканирование, WB DWI обнаружит крупные инфильтраты на запущенной стадии, с размерами от 1,5-2 см. Диффузная МР-томография не является альтернативой регулярному профилактическому осмотру у гинеколога или уролога: небольшие новообразования в матке, шейке, молочной железе, простате могут быть пропущены. Органы желудочно-кишечного тракта также лучше смотреть с помощью мультипараметрического магнитно-резонансного сканирования, с использованием двойного контрастирования, или путем фиброгастродуодено-, колоноскопии.
При неоднозначных данных можно пройти комплексную диагностику, которая будет включать оценку нескольких проблемных областей тела:
Центральной нервной системы. Процедура подразумевает исследование головного мозга, питающих сосудов, шейного, грудного, поясничного отделов позвоночника за одну процедуру. На томограммах видно состояние серого и белого вещества, патологические изменения кровотока и осложнения (инфаркт, инсульт), сосудистые мальформации, костные структуры, опухоли, грыжи диска и пр.
Органов билиарной системы. При заболеваниях печени, желчного пузыря, поджелудочной железы клинические проявления схожи. Для выявления точной причины симптомов — опухоли, воспаления, камня, врожденных аномалий — органы пищеварения смотрят комплексно.
Сосудов. МРТ показывает сосуды сердца, шеи и головного мозга. После контрастирования на снимках обнаруживают аневризмы, сужения, отложения холестерина, тромбообразование и др.
Можно ли сделать МРТ всего организма и полностью обследоваться за один раз?
Учитывая отсутствие вреда от воздействия магнитного поля на человека, ограничений, связанных с риском для здоровья, нет.
МРТ всего тела: показания
Здоровые молодые люди без истории наследственного рака не нуждается в проведении диффузной магнитно-резонансной томографии всего организма, достаточно регулярно проходить профилактический осмотр
МРТ всего тела (WB DWI) показана:
как альтернатива остеосцинтиграфии для поиска костных метастазов;
для диагностики первичных опухолей или рецидивов новообразований после лечения в паренхиматозных органах, клетчатке;
при появлении у пациента жалоб, подозрительных на онкологический процесс, локализацию которого невозможно установить с помощью прочих способов исследования.
Тревожные симптомы включают прогрессирующее уменьшение массы тела при обычном режиме питания, выраженную слабость, лихорадку неясного генеза, изменения в лабораторных показателях (ускоренную СОЭ, анемию, повышение уровня онкомаркеров и пр.).
ДВИ, полученные с помощью МРТ всего тела, используют для стадирования лимфомы и динамического наблюдения после проведенной химиотерапии: анализ карт измеряемого коэффициента диффузии позволяет выполнить количественную и качественную оценку опухоли, определить прогрессирование даже при неизменных размерах образования. При схожей чувствительности и специфичности с позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ/КТ) WB DWI не оказывает лучевой нагрузки на пациента. На снимках лимфоматозные поражения выглядят, как гипоинтенсивные изменения.
Как проходит томография всего тела?
Во время диагностической процедуры важно соблюдать максимальную неподвижность и следовать командам медперсонала
Диффузно-взвешенную магнитно-резонансную томографию выполняют без введения контраста на сканере с напряженностью поля от 1,5 Тесла. В клинику необходимо явиться за 15 минут до начала диагностической процедуры. Медперсонал заполняет карту пациента. Важно не забыть паспорт. После добровольного согласия на обследование пациент должен сдать на хранение все предметы, обладающие парамагнетическими свойствами: металлические украшения, монеты, ключи, сотовые телефоны и пр. Рентгенолаборант проводит краткий инструктаж и укладывает больного на стол томографа. Над зоной интереса располагают градиентные катушки, конечности фиксируют мягкими ремнями и валиками. Общение происходит посредством громкой связи, наблюдение за ходом диагностической процедуры ведет врач через стеклянное окно из смежного помещения. Во время работы оборудование издает технический шум, нивелировать последний можно с помощью берушей. При возникновении экстраординарной ситуации, ухудшении самочувствия пациент может воспользоваться кнопкой для связи, находящейся под рукой.
При проведении комплексной МРТ с усилением препарат на основе гадолиния поступает в вену автоматически посредством инжектора, что обеспечивает болюсное контрастирование. По завершении магнитно-резонансного сканирования, вне зависимости от количества исследуемых зон, препятствий к повседневной деятельности нет.
Сколько длится МРТ всего тела?
Временные затраты зависят от типа МРТ: сканирование классическим способом занимает около двух часов и более
Продолжительность МРТ с использованием диффузно-взвешенной последовательности (WB DWI) составляет 40-60 минут. С помощью обычной магнитно-резонансной томографии можно оценить около 30 зон, на сканирование каждой необходимо от 35 минут до часа. Иногда под полной МРТ всего тела человека пациенты подразумевают (не совсем корректно) исследование головы, органов грудной и брюшной полости, малого таза за один раз. Подобная диагностика может занять около 2 часов. Вне зависимости от типа сканирования, результаты будут готовы в течение часа.
В диагностической клинике “Магнит” в Санкт-Петербурге можно сделать классическую и диффузно-взвешенную МРТ всего тела. В медцентре функционирует современный аппарат экспертного класса Siemens (Германия). Рассчитать стоимость диагностики легко самостоятельно через форму сайта: можно включить несколько зон, указать необходимость контрастирования и пр. Как дешевле сделать МРТ всего тела? В ночное время в клинике действуют 30% скидки. На Ваши вопросы с удовольствием ответят операторы, связь по телефону: +7 (812) 407-32-31 .
Источник