Умный стетоскоп — проект стартапа из акселератора Университета ИТМО

    Команда Laeneco разработала умный стетоскоп, который определяет заболевание легких с большей точностью, чем врачи. Далее — о компонентах устройства и его возможностях.


    Фото © Laeneco

    Трудности, связанные с лечением заболеваний легких


    По данным Всемирной организации здравоохранения, на респираторные заболевания приходится 10% периода нетрудоспособных лет. И это одна из самых частых причин обращения людей в поликлиники (после сердечно-сосудистых заболеваний).

    Самый распространенный метод выявления болезней легких — аускультация. Он заключается в прослушивании звуков, вызванных деятельностью внутренних органов. Аускультация известна еще с 1816 года. Первым, кто применил её на практике, был французский врач и анатом Рене Лаэннек. Он же является изобретателем стетоскопа и автором научного труда с описанием основных аускультативных феноменов — шумов, хрипов, крепитаций.

    В XXI веке в распоряжении врачей имеются аппараты УЗИ, которые позволяют не просто услышать, но увидеть внутренние органы. Несмотря на это метод аускультации до сих пор остается одним из основных врачебных инструментов. К примеру, важность аускультации в медицинской практике подчеркивает доктор медицинских наук Валентин Фустер (Valentin Fuster). В своем исследовании он привел шесть случаев (все они произошли в течение 48 часов), когда диагностика со стетоскопом помогла поставить точный диагноз, неочевидный на снимках.

    Но все же метод имеет свои недостатки. В частности, у врачей нет средств объективного контроля результатов аускультативного исследования. Звуки, которые слышит доктор, нигде не фиксируются, а качество оценки зависит исключительно от его опыта. По различным оценкам, точность, с которой врач способен выявить патологию, составляет приблизительно 67%.

    За решение этих проблем взялись инженеры из Laeneco — стартапа, прошедшего через акселерационную программу Университета ИТМО. Они разработали умный стетоскоп, использующий алгоритмы машинного обучения для выявления заболеваний легких по аудиозаписи.

    Возможности и перспективы решения


    Электронный стетоскоп имеет чувствительный микрофон, который улавливает более широкий диапазон частот, чем человеческое ухо. При этом врачи получают возможность увеличивать громкость слышимых шумов. Это важно при работе с полными пациентами, так как звук хуже проникает сквозь толстые ткани человека. Плюс функция актуальна для медработников в возрасте, у которых острота слуха уже не та, что в молодости.

    Выявлять звуки, свидетельствующие о наличии заболевания, помогают глубокие нейронные сети. Сейчас точность их работы составляет 83%, но в теории этот показатель можно увеличить до 98%. Команда стартапа уже собирает новые данные для расширения обучающей выборки.


    Фото: Pixino / PD

    Умный стетоскоп работает в паре со смартфоном. Приложение дает пользователям рекомендации, касающиеся проведения диагностики, сохраняет и обрабатывает записи, отображает результаты измерений. Благодаря этому устройством могут пользоваться люди, не имеющие медицинского образования.

    Команда Laeneco убеждена, что умный стетоскоп поможет снизить вероятность появления хронических заболеваний легких, и планирует расширить возможности инструмента. Одна из главных задач — разработать функциональность для выявления сердечных патологий.

    О Laeneco


    Команда Laeneco состоит из трех человек: Евгения Путина, Сергея Чухонцева и Ильи Скоробогатова.

    Евгений работает программистом-инженером в Лаборатории «Компьютерные Технологии» Университета ИТМО и ведет кружок Kaggle Club по решению практических задач машинного обучения. Он также является автором ресурса Aging.ai, способного предсказать возраст пациента по анализу крови.

    Второй член команды — Сергей — окончил Институт права в Удмуртском госуниверситете и является одним из авторов концепции сетевого завода. Она предназначена для управления множеством независимых производств.

    Что касается Ильи, то он выпускник Университета ИТМО по специальности «Информационные технологии и программирование», который долгое время занимался вопросами автоматизации производства и документооборота. Идея создать умный стетоскоп пришла именно ему, когда он разрабатывал датчик для анализа звуков, издаваемых машинными станками.

    В 2017 году команда в составе Laeneco прошла акселерационную программу Future Technologies ITMO. Участники сформировали бизнес-модель и разработали MVP умного стетоскопа. Систему презентовали на стартап-фестивале *SHIP-2017 в Финляндии и питерском форуме ПМЭФ’18. Также в 2018 году проект стал победителем питч-сессии «Япония — страна восходящих стартапов», организованной Технопарком Университета ИТМО совместно с экспертами из Азии. Тогда же Laeneco получили предложение вывести свой продукт на японский рынок.



    Другие хабрапосты Университета ИТМО:




    P.S. Если вы имеете отношение к Университету ИТМО и хотели бы рассказать о своем проекте или научной работе в нашем блоге на Хабре, присылайте потенциальные темы itmo в ЛС.
    Университет ИТМО
    IT's MOre than a University

    Комментарии 25

      +3
      забавно, что никто этого раньше не сделал… казалось бы решение валяется на поверхности и реализуется с полпинка…
      А у меня был небольшой, похожий проектик со звуком, когда по звуку мотора машины можно было бы понять неисправность и степень износа двигателя, типа раз это может автомеханик — то и нейросеть сможет… но там все куда сложнее было и условностей гораздо больше… народ не стал преодолевать трудности и разбежался. А так было бы удобно — любой мог бы записать звук мотора на смартфон и получить отчет о состоянии двигателя… сильно помогло бы тем кто в машинах вообще ноль. С удовольствием бы возобновил его, но…
        0
        >забавно, что никто этого раньше не сделал

        Делают и без смартфонов
        www.ozon.ru/context/detail/id/140455780/?gclid=CjwKCAjwv6blBRBzEiwAihbM-YRIUbSJGCQumOvr0_XCtjZrAJaHKs967w0y4nwQu0uOGHXX5kSKjBoCXCcQAvD_BwE

        И со смартфонами (для псов)) www.youtube.com/watch?v=LAuyotgkVEU

        У ребят получилось компактнее, ну и нейросеть конечно же, но насколько она реально полезна для диагностики — вопрос к докторам.

        Прикольный проект, желаю ребятам успешно довести всё до серии.
          0
          ну и нейросеть конечно же, но насколько она реально полезна для диагностики — вопрос к докторам.

          Скорее вопрос насколько она реально работает, а не просто декларируется
        +1
        Я не понял: проект в какой стадии реализации? Из статьи я даже нормальной презентации не увидел, кроме того что в 2017 г
        участники сформировали бизнес-модель и разработали MVP
        умного стетоскопа а также сделали две презентации за два года. Даже для «Я пиарюсь» пока маловато. Но идея зачетная. Спасибо.
          +2
          Там если по ссылочке пройти laeneco.ru, то его даже купить можно.
            0
            То есть это оказывается гаджет для смартфона. А я надеялся что в каждой поликлинике у врачей будет.
            А по ссылке информации ноль.
            Все что есть это цитата
            ЧТО ТАКОЕ LAENECO?

            Электронный стетоскоп с приложением на телефон позволяет вам самостоятельно прослушивать лёгкие без врача и определять, есть ли патологические звуки в дыхательных путях или нет. Своевременное обнаружение патологий и незамедлительное обращение к врачу предупредит появление серьезных заболеваний.


              0
              Это хороший пример того, как средства диагностики становятся доступны каждому. Просто прослушал свои легкие и легкие всей семьи с помощью этого агрегата и сразу узнал, все ли в порядке, или требуется к врачу. Это очень удобно, точность выше чем у врача и после предъявления ему найденной агрегатом проблемы — позволит сразу назначить более качественную диагностику. Думаю при расширении базы можно будет выявить разные проблемы до того, как они станут вызывать дискомфорт… а обычно именно он заставляет человека пойти к врачу.
              Вот интересно, эта штука может еще и сердце проверять? Оно создает определенный шум и вполне возможно при нормальной базе можно будет выявить патологии так же как с легкими… конечно есть специальные приборы для этого, но ведь тут можно просто допилить к уже существующему приложению функцию с минимальными затратами и делать две проверки сразу, легких и сердца.
          0
          Позиционирование девайса непонятно: в статье говорится о том, что он для врачей, а на сайте производителя — что это устройство для домашнего использования самими пациентами.
            0
            Для того, чтобы сертифицировать подобный прибор в качестве медицинского необходимо много времени и денег.
            А вот для домашнего использования можно просто сертифицировать как специализированный диктофон, либо вообще никак.
            +1

            Если бы было так все просто, то и врачи были не нужны.
            Надо не просто записать звук, данное, электронный стетоскопы делают давно, НАДО правильно записать звук и его проанализировать. Например если у человека повышенная "лохматость" звуки будут совершенно другие, если подкашливает или одышка это вообще другое. Поэтому только на месте врач и обязательно с опытом может разобраться что и как.

              0
              А где «кишочки», где алгоритмы? Эх, обманули.
                0
                Случайно наткнулся на статью.
                Работаю над аналогичным проектом.
                Будут и «кишочки» и винтики.
                Статья будет не рекламной как эта, а надеюсь познавательной.
                К тому же с удовольствием отвечу на вопросы по теме.
                Статья выйдет в ближайшее воскресенье, 28 апреля.
                0
                Начинал делать такое, есть проблема с тем, что звуки поступают разные, громкие и тихие. Это не всегда вмещается в динамический диапазон. Следующий шаг — встроить два микрофона, один чуть задавить для записи более громких звуков, другой — наоборот. Только и с этим не всё гладко, ведь сам микрофон тоже может перегрузиться от громкого звука, и это может требовать какое-то время на восстановление, микрофон ненадолго «глохнет». Если кто-то, из врачей, профессоров, заинтересуется, можно попробовать набрать данные, чтобы попытаться сделать классификатор.
                  0
                  Ещё с давних махровых времён известна такая штука, как сжатие и расширение динамического димпазона. В суровые восьмидесятые прошлого века на этом принципе работали шумоподавители для ленточных магнитофонов, Dolby B пожалуй самый известный
                    0
                    Почитал, там речь идет все-таки про музыку. При усилении во время записи, делается так, что более высокочастотные звуки доминируют над низкочастотным шумом. А здесь врач вынужден вслушиваться в НЧ спектр, и сам микрофон, например «Сосна» может перегрузиться от посторонних звуков, но зато он и самый чувствительный из тех что у меня был. И мне теперь хочется сделать лазерный интерферометр, на основе лазерного диода с интегрированным фотодиодом (в китайских указках фотодиода нет), www.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg&t=1394s
                  0
                  Ну, натренеровать сетку — не особо большая проблема сейчас. А выдает ли система данные ПОЧЕМУ она считает так или иначе и можно ли по этим данным как-то валидировать правильность результата? А то ведь цена ошибки высока.
                    0
                    вроде это не особо то и нужно да и не обязательно, ибо просто дополнение — вот если бы сетка ставила диагноз и назначала лечение/доп анализ — тогда да, нужно было знать как именно она это делает. А так это именно что вспомогательный агрегат, который может подсказать врачу, что надо бы внимательнее посмотреть на пациента и возможно назначить доп анализы, а пациенту — что надо бы посетить врача — чтоб узнать, не гонит ли прибор. В конечном итоге все равно все решения принимает врач.
                    0
                    ПатАлогический шумы в заголовке на сайте порадовали. Ждем заключения психиатОров.
                      0
                      А как с исходными данными? Отличить везикулярное дыхание от бронхиального — два занятия по пропедевтике и человек 10-20 послушать на обходе. С известными диагнозами и ожидаемой аускультативной картиной. Нормально слушать пациента — пара лет тренировки (шум трения плевры, хрипы, которые тоже делятся...) И анализ того, что слышится — это не главное. Главное — научиться задать правильные вопросы во время исследования. Допустим, система распознала мелкопузырчатые хрипы. Она распознает одновременно акцент второго тона на аорте? Она спросит про образ жизни, привычки, усталость и данные последнего ЭКГ? Любая система для «домашней» диагностики — это палка о двух концах. Не зря FDA к этим штукам относится очень настороженно.
                        0
                        Ну я думаю она как минимум сможет разделить «тут все ок», и «а сходи все-таки к доктору».
                          0
                          Ну… У меня приличный «Литцман», купленный на заре моей студенческой юности за 80$. Эта штука будет стоить долларов 200. Не для аптечки так-то. Таким образом основной потребитель — люди, больные ХОБЛ. И штука должна знать текущую картину с индивидуальными особенностями и уметь определять осложнения. То есть быть в постоянном контакте с врачом, который наблюдает пациента. Это не сложно, но ограничивает рынок, хотя и запускает на рынок очень дорогих медицинских устройств, оплачиваемых некоторыми страховыми компаниями (мы не говорим о РФ). И разделение здесь не «ОК» и «к доктору», а «пешком к доктору» и «бегом к доктору».
                            0
                            Стоит девайс в России $90, а для англоязычной аудитории уже 200 ))) Такой вот финт разработчиков.
                              0
                              Цена даже для Российского варианта запредельная. Единственно чем можно объяснить — маленьким тиражом.
                        –1
                        Ну да просто дорогая игрушка — врач в больнице не будет покупать такое — там есть куча другого оборудования а поликлиника или скорая обойдутся и обычным. Тем более стетоскоп скорее аксессуар модный чем средство диагностики.
                          0
                          Тем более стетоскоп скорее аксессуар модный чем средство диагностики

                          Вы ошибаетесь.

                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                        Самое читаемое