Lietuvos mokslininkų sukurta išmanioji apyrankė įspės apie širdies ritmo sutrikimus

Išmaniosios apyrankės yra daugelio mėgstamas aksesuaras, kurio pagalba galime sekti savo fizinį aktyvumą, stebėti širdies ritmą. Naudojamos kaip laisvalaikio aksesuaras, daugelis tokių apyrankių negali pateikti tikslios informacijos apie galimas ją dėvinčio žmogaus sveikatos problemas. Kauno technologijos universiteto (KTU) tyrėjai sukūrė išmaniąją apyrankę, kuri automatiniu būdu atpažįsta prieširdžių virpėjimo aritmiją – būseną, kuri laiku nepastebėta gali lemti rimtas komplikacijas ir netgi mirtį.

Prieširdžių virpėjimas yra dažniausiai pasitaikantis širdies ritmo (aritmijos) sutrikimas. Daugiau nei 1 proc. visos populiacijos turi šį sutrikimą. Skaičiuojama, jog dėl sparčiai senėjančios visuomenės šios ligos mastas per ateinančius 30 metų visame pasaulyje padidės iki 3 kartų.

Aritmija ligos pradžioje dažnai pasireiškia tik protarpiais ir be juntamų simptomų, todėl gali likti ilgai nepastebėta ir prisidėti prie sudėtingų komplikacijų, tokių kaip smegenų insultas, išsivystymo.

„Prieširdžių virpėjimas dažnai išsivysto po širdies smūgio. Siekiant išvengti rimtų komplikacijų, šiems pacientams reikia papildomos medicininės priežiūros. Vis dėlto dažniausiai jau išėjus iš ligoninės, pacientų sveikatos patikra vyksta tik epizodiškai. Toks neinvazinis, patogus prietaisas, leidžiantis toliau stebėti žmogaus būklę, yra išties priimtinas sprendimas“, – sako KTU Biomedicininės inžinerijos instituto direktorius Vaidotas Marozas.

Biomedicininės inžinerijos instituto tyrėjai, vadovaujami profesoriaus V. Marozo, vysto multisensorinę sistemą, t.y. ant riešo dėvimą prieširdžių virpėjimo stebėjimo prietaisą. Jame naudojami dviejų tipų jutikliai: fotopletizmografinis, skirtas nuolatinei stebėsenai ir elektrokardiografinis – kontrolinei stebėsenai.

Fotopletizmografiniame signale atpažinus prieširdžių virpėjimui artimą širdies veiklą, prietaisas švelniai vibruoja – paprašo paciento su kita ranka paliesti prietaisą. Tokiu būdu užregistruojamas trumpas elektrokardiografinis signalas kontrolinei signalo analizei.

Realiomis sąlygomis prietaisų registruojamų fiziologinių signalų kokybė yra kur kas prastesnė nei klinikoje registruojamų biosignalų. Pasak profesoriaus V. Marozo, vienas iš pagrindinių iššūkių dėvimų stebėjimo sistemų kūrimo srityje yra pažangių signalų apdorojimo sprendimų užtikrinimas, kurie atskirtų naudingą informaciją nuo „triukšmo“, t.y. judesio artefaktų ir kitų, mažiau pavojingų širdies ritmo sutrikimų. KTU biomedicinos inžinieriai bendradarbiauja su tarptautine komanda – mokslininkais iš Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (prof. Raimondas Kubilius), Vilniaus universiteto (prof. Audrius Aidietis), Lundo universiteto (prof. Leif Sornmo) ir pramoninio dizaino kūrėjais iš Vilniaus dailės akademijos.

„Mes orientuojamės į tokias technologijas, kurių reikia šiuolaikinei medicinai ir visuomenei. Pavyzdžiui, dėl šios ligos paplitimo visi 65 metų amžiaus sulaukę pacientai vizito pas gydytoją metu turėtų būti patikrinami ar neturi aritmijos, tačiau toks principas tinka tik diagnozuoti pažengusią aritmijos formą, kai aritmija tęsiasi ilgą laiką. O kaip diagnozuoti aritmiją, jei ji pasireiškia tik retkarčiais, epizodiškai? Tuomet ši technologija yra labai naudinga“, – KTU „Santakos“ slėnyje, mokslo, studijų ir verslo centre Kaune, kurtos inovacijos reikšmę nusako V. Marozas.

Jis tikina, kad nepaisant modernių technologijų ir sudėtingų algoritmų, išmaniąją apyrankę išties paprasta naudoti. Ji kurta senjorams – žmonėms, kurie išmaniuosius prietaisus ir technologijas vertina itin atsargiai.

Šiuo metu tyrėjų komanda išmaniąją apyrankę toliau tobulina, įdiegdama ir papildomas funkcijas, tokias kaip širdies atsako į fizinį krūvį stebėsenos algoritmai.

„Lėta širdies adaptacija po fizinio krūvio siejama su padidėjusiu mirtingumu bei širdies ir kraujagyslių ligomis, todėl šio parametro stebėsena galėtų būti taip pat vertinga visų amžiaus grupių žmonėms“, – sako KTU Biomedicininės inžinerijos instituto mokslo darbuotojo Andrius Petrėnas.

KTU Biomedicininės inžinerijos institutas specializuojasi nestandartinių, dažniausiai moksliniams tyrimams skirtų žmogaus fiziologinių parametrų stebėsenos elektroninių sistemų kūrime. Drauge su Lietuvos ir užsienio partneriais KTU mokslininkai įgyvendino daugelį inovatyvių sprendimų, tokių kaip išmanieji sveikatos stebėsenos marškinėliai, multisensorinė sistema hemodializės aparatams, stebėjimo sistemos narams, kurios naudojamos kariniuose mokymuose.

Šį darbą iš dalies finansavo Lietuvos mokslo taryba (projektas „AFterStroke“, projekto Nr. S-MIP-17/81).