Умные часы на страже здоровья: Искусственный интеллект выявляет скрытые риски

Ученые из римского университета "Ла Сапиенца" разработали инновационную систему под названием "AI on the Pulse" (ИИ на пульсе), предназначенную для непрерывного мониторинга состояния здоровья пациентов, особенно тех, кто страдает нейродегенеративными заболеваниями. Эта система объединяет данные, поступающие от носимых устройств (например, умных часов) и датчиков "умного дома", с передовой универсальной моделью анализа временных рядов под названием UniTS.

В отличие от обычных умных часов, которые просто собирают данные, "AI on the Pulse" идет гораздо дальше.

Согласно исследованию, система автономно изучает уникальные физиологические и поведенческие особенности каждого пациента. Это позволяет ей выявлять даже самые незначительные отклонения, которые могут сигнализировать о потенциальных проблемах со здоровьем. Важно отметить, что это не просто теоретическая разработка – система уже успешно прошла испытания в реальных условиях, осуществляя непрерывный мониторинг пациентов на дому в рамках проекта @HOME.

Преимущества "AI on the Pulse"

Система "AI on the Pulse", основанная на модели UniTS, превосходит 12 других современных методов обнаружения аномалий, улучшая F1-оценку (метрику, используемую для оценки точности модели) примерно на 22%. Она демонстрирует надежную работу как с высокоточными медицинскими устройствами, такими как ЭКГ, так и с обычными потребительскими носимыми устройствами.

В ходе исследования "AI on the Pulse" была протестирована на реальных данных, полученных в рамках проекта @HOME. Эти данные включали информацию о шести пожилых пациентах с неврологическими заболеваниями на ранней стадии. Врач-гериатр проанализировал выявленные системой аномалии и подтвердил, что 93,75% из них были истинными положительными результатами. Оставшиеся 6,25% были связаны с проблемами в работе датчиков. В исследовании подчеркивается, что медицинский эксперт последовательно оценивал обнаруженные аномалии как клинически значимые.

Проблемы и решения

Несмотря на многообещающие результаты, в ходе исследования возникли трудности, связанные с нехваткой данных при длительном мониторинге. Для решения этой проблемы использовался метод интерполяции (восстановление пропущенных значений). Благодаря своей способности адаптироваться к индивидуальным особенностям каждого пациента и предотвращать ошибочную классификацию стабильных, но нетипичных моделей поведения, система смогла свести количество ложных срабатываний к минимуму – всего 32 инцидента за три месяца.

Сбор и анализ данных

Для своей работы система "AI on the Pulse" собирает большой объем персональных данных, включая:

• Частоту сердечных сокращений
• Фазы сна
• Частоту дыхания
• Местоположение в помещении

Основная цель системы – предоставлять персонализированные оповещения в режиме реального времени, чтобы обеспечить своевременное вмешательство в уход за пациентом на дому. Для создания понятных объяснений выявленных аномалий для медицинских работников используются большие языковые модели.

Планы на будущее

В дальнейшем исследователи планируют расширить применение этой технологии и даже внедрить ее в полноценную клиническую практику. Код системы доступен на GitHub для тех, кто хотел бы поэкспериментировать с ним и, возможно, запустить на своем оборудовании.

Изображение через Depositphotos.com

Мнение редакции MSReview: Эта разработка – огромный шаг вперед в здравоохранении. Возможность раннего выявления рисков для здоровья с использованием потребительских устройств открывает новые горизонты для профилактики и персонализированного лечения. Важно, чтобы такие системы разрабатывались и внедрялись с учетом строгих требований к безопасности и конфиденциальности данных.