Секунды вместо часов: российские ученые научили ИИ распознавать болезни сердца
В Пензенском государственном университете разработали ИИ-систему для диагностики кардиомиопатии по данным ЭКГ, эхокардиографии и флюорографии. Нейросеть анализирует параметры сердца за несколько секунд и выдает предположительный диагноз, помогая врачам не пропустить опасное заболевание на ранней стадии.
Кардиомиопатия – одна из самых коварных болезней сердца. Она может поразить любого – мужчин, женщин и детей всех возрастов, включая спортсменов и людей без явных проблем со здоровьем. В группе риска – люди с наследственной предрасположенностью, пациенты с гипертонией, сахарным диабетом и ишемической болезнью сердца, а также люди, злоупотребляющие алкоголем или перенесшие вирусный миокардит. На ранних стадиях заболевание протекает вообще бессимптомно. Человек не подозревает об угрозе, а когда появляются первые жалобы (одышка, боли в груди, учащенное сердцебиение), их часто путают с другими заболеваниями. Из-за размытой симптоматики кардиомиопатию ошибочно принимают за предынфарктное состояние.
«Автоматизированная система нейросетевого анализа состояния сердца» призвана сократить путь от симптомов к постановке диагноза. Искусственный интеллект анализирует три вида исследований – ЭКГ, эхокардиографию и флюорограмму, и за несколько секунд выдает предположительный диагноз. Врач получает готовый отчет с указанием наиболее вероятных патологий. Окончательное решение всегда остается за специалистом, но ИИ выполняет роль внимательного помощника.
От медицины к математике
Программа, созданная учеными из Пензы, оснащена интуитивно понятным интерфейсом. В нее загружаются данные из электронной амбулаторной карты пациента. Врачу нужно ввести основные параметры: имя, пол, рост, вес, индекс массы тела. Остальное система рассчитывает автоматически.
Нейросеть словно под увеличительным стеклом оценивает толщину стенок сердца, размеры камер, характеристики зубцов ЭКГ. В основу работы заложены уравнения, которые пензенские ученые вывели впервые. Они перевели устоявшиеся врачебные критерии в математику, систематизировали известные закономерности и преобразовали их в формулы. На их основе построили архитектуру нейросети.
Благодаря этому программа в один клик выставляет значения зубцов и пиков ЭКГ, сократимость желудочка, фракцию выброса, смещение электрической оси и другие ключевые параметры.
Что умеет алгоритм?
Нейросеть способна определять разные виды кардиомиопатии: гипертрофическую, дилатационную, рестриктивную и даже синдром такоцубо (стресс-индуцированную кардиомиопатию, которую еще называют синдромом «разбитого сердца»).
Для кардиолога эта программа – действенный рабочий инструмент. Она сортирует варианты диагноза, сопоставляет параметры из разных обследований, и за секунды считает то, на что у врача ушли бы часы. В итоге врач получает уже структурированный отчет, на основе которого может принять решение о состоянии пациента.
Ранняя диагностика кардиомиопатии – это огромный шанс остановить развитие болезни до того, как она приведет к сердечной недостаточности. Вместо того чтобы годами лечить непонятную одышку, человек получает направление к нужному специалисту и правильную терапию уже на ранней стадии.
Заявка на патент
Ученые подали заявку на патент. В планах – сотрудничество с врачами-кардиологами Клинической больницы №6 имени Захарьина в Пензе, где систему протестируют в реальной практике на пациентах.
Пока программу тестировали на ретроспективных данных – это 75 примеров из открытых баз. Погрешность составила всего 1%. Ученые говорят, что точность во многом зависит от качества исходных исследований, но результат уже впечатляет. Со своей стороны российские специалисты уверены, что система станет полезным инструментом для кардиологов по всей стране, особенно в региональных больницах, где не хватает узких специалистов.
Кардиологический ИИ в России
Эта разработка – далеко не единичный случай успешного слияния науки, медицины и искусственного интеллекта. В Москве с 2022 года цифровые электрокардиографы появились во всех взрослых поликлиниках, а число автоматически расшифрованных ЭКГ превысило 12 миллионов.
В 2024 году пензенские ученые представили нейросеть для определения типа и стадии инфаркта, а в 2025 году в Сеченовском университете зарегистрировали портативный электрокардиограф с искусственным интеллектом для дистанционного анализа ЭКГ.
