DOI: https://doi.org/10.31071/kit2020.16.03

Опис-посилання

ISSN 1812-7231 Klin.inform.telemed. Volume 15, Issue 16, 2020, Pages 45-56

Автор(и)

Л. С. Файнзільберг

Установа(ви)

Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН і МОН України, Київ

Назва статті

Інтелектуальні засоби цифровий медицини для домашнього використання

Анотація (резюме)

Вступ. Одне із завдань цифрової медицина — наблизити медичні засоби безпосередньо до пацієнта. Мета дослідження продемонструвати можливості інтелектуальних інформаційних технологій у вирішення цього завдання на прикладах побудови інноваційних засобів цифрового медицини для домашнього застосування.

Методи. Досліджується задача реєстрації фотоплетізмограмми за допомогою вбудованої камери смартфона без додаткових технічних засобів. Послідовності зображень фаланги пальця обробляються з використанням ланцюжка оригінальних алгоритмів, які спрямовані на зниження ймовірності помилок, викликаних "маскуванням" справжніх сплесків хвилі, породжених ударами серця, і появою неправдивих сплесків, викликаних випадковими спотвореннями і артефактами.

Результати. Розроблені алгоритми програмно реалізовані в мобільному додатку для смартфона — AI-РИТМОГРАФ для оцінки адаптаційних резервів організму в домашніх умовах. Випробування підтвердили відтворюваність і високу точність результатів, які формувалися мобільним додатком. Під час тестуванні 26 волонтерів різної статі у віці від 20 до 82 років і зіставленні результатів аналізу показників ВСР з даними, отриманими за паралельними записами ЕКГ, встановлено, що розбіжності результатів знаходилися в межах 1—2%.

Висновок. Досвід розробки AI-РИТМОГРАФ доцільно використовувати при створенні інших самодостатніх додатків для смартфона, що дозволяють інтегрально оцінювати еластичність кровоносних судин, перевіряти гостроту зору і слуху, контролювати вестибулярний апарат і своєчасно отримувати інформацію про респіраторні розлади, які потребують поглибленого обстеження.

Ключові слова

інформаційна технологія, фотоплетізмограмми, варіабельність серцевого ритму, смартфон

Список літератури

1. Дячук Д. Д., Гриценко В. І., Файнзільберг Л. С., Кравченко А. М. и др. Застосування методу фазаграфії при проведенні скринінгу ішемічної хвороби серця. Методичні рекомендації МОЗ України, Київ: Український центр наукової медичної інформації і патентно-ліцензійної роботи, 2017, № 163, 16/13.17, 32 с.

2. Ambulatory Cardiac Monitoring: Avoiding Maturity through Technological Advancement. Market Engineering Research, Frost & Sullivan, Meriland, 2008, no. 9, p. 325.

3. Баевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М, Медицина, 1979, 298 с. Baevsky R. M. Prediction of conditions on the verge of normal and pathologists, 1979, Moskow, Medicine, 298 p. (In Rus.).

4. Жемайтите Д. И. Вегетативная регуляция синусового ритма у здоровых и больных. В кн. Анализ сердечного ритма, Вильнюс, 1982, cc. 22–32.

5. Коркушко О. В., Писарук А. В., Шатило В. Г., Лишневская В. Ю., Чеботарев Н. Д., Погорецкий Ю. Н. Анализ вариабельности ритма сердца в клинической практике (возрастные аспекты). К., Институт геронтологии АМН, 2002, 189 с.

6. Corr P. B., Yamada K. A., Witkowski F. V. Mechanisms controlling cardiac autonomic function and their relation to arihythmogenesis. The Heart and Cardiovascular System, NY, Raven Press, 1986, pp. 1343–1403.

7. Haller A. Elementa physiologiae corporis humani. In 8 v. Lausanne, S. d'Arnay, 1760, vol. 2., Lib. 6, pp. 330–332.

8. Зайцев О. О. Очерки пульсовой диагностики: Техника, синдромология, лечение. Кишинев, Картя Молдовеняскэ, 1991, 140 с.

9. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of Measurement, Physiological Interpretation and Clinical Use. Circulation, 1996, vol. 93, pp. 1043–1065.

10. Saquib N., Papon M. T. I., Ahmad I., Rachman A. Measurement of Heart Rate Using Photoplethysmography. Proc. of 2015 Intern. Conf. on Networking Systems and Security, Dhaka, 2015, pp. 158–163.

11. Рубан М. Л., Лєсніков А. Г., Осадчий О. В. Діагностичний комплекс оцінювання функціонального стану людини за показниками фотоплетизмограми. Lviv Polytechnic National Univ. Institutional Repository, (http://ena.lp.edu.ua), cc. 483–491.

12. Papon M. T. I., Ahmad I., Saquib N., Rahman A. Non-invasive heart rate measuring smartphone applications using onboard cameras: A short survey. Proc. of 2015 Intern. Conf. on Networking Systems and Security, Dhaka, 2015, pp. 1–6.

13. Laure D., Paramonov I. Improved Algorithm for Heart Rate Measurement Using Mobile Phone Camera. Proc. of the 13th Conf. of Open Innovations Association FRUCT and 2nd Seminar on e-Tourism for Karelia and Oulu Region, 2013, p. 8593.

14. Boland P. The emerging role of cell phone technology in ambulatory care. J. Ambulatory Care Management, 2007, vol. 30, no. 2, pp. 126–133.

15. Jonathan E., Leahy M. Investigating a smartphone imaging unit for photoplethysmography. Physiol. Measurements, 2010, vol. 31, no. 11, pp. 79–83.

16. Rong-Chao Peng et al. Investigation of Five Algorithms for Selection of the Optimal Region of Interest in Smartphone Photoplethysmography. Journal of Sensors, 2016, Article ID 6830152.

17. Трофимов П. А., Пуртов К. С., Кубланов В. С. Измерение вариабельности сердечного ритма человека с помощью камеры смартфона. Компьютерный анализ изображений: Интеллектуальные решения в промышленных сетях (CAI-2016), Сборник научных трудов по материалам Междун. Конф. 2016, Екатеринбург, УМЦ УПИ, 2016, cc. 134–137.

18. Стригина М. И., Чайванов Д. Б., Чудина Ю. А. Исследование погрешностей данных фотоплетизмограммы для анализа вариабельности сердечного ритма. Биомедицина, 2013, № 4, cc. 139–148.

19. Asmar R., Topouchian J., Pannier B. at al. Pulse wave velocity as endpoint in large-scale intervention trial. The Complior study. J. of Hypertension, 2001, vol. 19, no. 4, pp. 813–818.

20. Davies L. C., Francis D. P., Ponikowski P., Piepoli M. F. Relation of heart rate and blood pressure turbulence following premature ventricular complexes to baroreflex sensitivity in chronic congestive heart failure. American J. of Cardiology, 2001, vol. 87, iss. 6, pp. 737–742.

21. Margolis R. H., Killion M. C., Bratt G. W. et al. Validation of the Home Hearing Test^™ J. of the American Academy of Audiology, 2016, no. 27, pp. 416–420.

Повнотекстова версія http://kit-journal.com.ua/uk/viewer_uk.html?doc/2020_16/003.pdf