МКДЦ

Партнерский проект

 С инновационной идеей применения искусственных нейронных сетей для улучшения диагностики и электротерапии в имплантируемых электрокардиостимуляторах (ЭКС) победил на республиканском конкурсе «Пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан» сердечно-сосудистый хирург отделения кардиохирургии №2 ГАУЗ «МКДЦ», кандидат медицинских наук Ильдар Абдульянов.

b_500_333_16777215_00_images_icdc_2019_2019-02-03-03.jpg

В мире насчитывается более миллиона человек, чье сердце бьется в нормальном ритме, благодаря маленькому прибору – программируемому электрокардиостимулятору. Ежегодно в Республике Татарстан имплантируется около 900 устройств. В 2018 году в МКДЦ провели 130 таких операций. Миниатюрная электронная схема в ЭКС при подключении запускает программы, которые фиксируют показатели работы сердца и при частоте сердечных сокращений ниже нормы стимулируют его с помощью внутрисердечных электродов, имплантированных в сердце пациента. Для каждого больного подбирается индивидуальная программа, в зависимости от типа нарушений работы сердца, состояния пациента и других факторов.

Ильдар Абдульянов ежегодно проводит более 200 операций на сердце, среди которых – протезирование и пластика клапанов, хирургическое лечение патологии аорты и фибрилляции предсердий, лечение тромбоэмболии легочной артерии, имплантация антиаритмических устройств. За десять лет работы в МКДЦ он имплантировал более полутора тысяч чудо-приборов.

ЭКС не имеет определенных автоматических функций или алгоритмов по электротерапии и диагностике, поэтому любые изменения входных параметров могут привести к его неточной работе и вызвать необходимость в повторной настройке специалистом. Если пациент проживает вблизи патронирующей клиники, он может в любой момент обратиться к лечащему врачу. А если нет? Большие трудности испытывают пациенты, проживающие вдали от медицинского учреждения: они не всегда могут вовремя оказаться на приеме у врача для изменения тактики лечения. В таких случаях состояние пациента может ухудшиться, возможно прогрессирование заболеваний, что нередко приводит к инвалидизации и даже летальному исходу.

«Мощное развитие современных медицинских технологий и вычислительной техники открывает широкие возможности в создании новых математических методов обработки и анализа медицинских сигналов, способно помочь в решении данной проблемы. По моему глубокому убеждению, разработка и применение искусственных нейронных сетей (ИНС) являются прекрасным решением проблемы точной диагностики и электротерапии в имплантируемых электрокардиостимуляторах с возможностью автоматической настройки при любых изменениях параметров работы сердца и изменения состояния организма», – разъясняет Ильдар Васылович.

Впервые об искусственной нейронной сети Ильдар Абдульянов узнал, будучи студентом, из книги Ю. Л. Шевченко и Н. Н. Шихвердиева, написанной ими в 1990-х годах. В ней излагались мысли о применении математических моделей для прогнозирования заболеваний и принятия решений при лечении у кардиохирургических пациентов. «За рубежом на основе принципов математических моделей построены гигантские суперкомпьютеры – тема не новая, – делится новатор. – Когда я начал изучать ЭКС, вспомнил об искусственной нейронной сети, задумался о возможности ее применения в работе ЭКС».

ИНС представляет собой систему соединенных и взаимодействующих между собой простых процессоров – искусственных нейронов. Каждый из них работает лишь с сигналами, которые он периодически получает и посылает другим процессорам. Будучи соединенными в достаточно большую сеть с управляемым взаимодействием, они вместе способны выполнять сложные задачи. Нейронные сети не программируются в привычном смысле этого слова, они обучаются. Возможность обучения – одно из главных преимуществ нейронных сетей перед традиционными математическими алгоритмами. Технически обучение заключается в нахождении коэффициентов связей между нейронами. В процессе обучения нейронная сеть способна выявлять сложные зависимости между входными и выходными данными, а также выполнять обобщение. Это значит, что в случае успешного обучения сеть сможет вернуть верный результат на основании данных, которые отсутствовали в обучающей выборке, а также на базе неполных, частично искаженных данных. Таким образом, искусственные нейронные сети можно использовать как средство получения данных о ритме сердца, прогнозирования течения заболевания и автоматического влияния на лечение ритма и нарушения проводимости сердца.

Как разъяснил Ильдар Васылович, в специальной вычислительной программе будет разработана нейронная сеть, которая после обучения будет отличать внутрисердечную электрограмму, выявлять патологию, применять алгоритмы ЭКС, классифицировать подаваемые входные и выходные сигналы. Полученные данные будут анализироваться для решения проблем диагностики сердечной патологии и использоваться для стандартизации решений, принимаемых в ходе работы ЭКС. ИНС будут применяться как средство прогнозирования процессов, распознавания сигналов, а также в качестве инструмента, позволяющего составить наиболее эффективный в сложившихся обстоятельствах план лечения, причем весь процесс будет занимать всего несколько секунд, а не растягиваться на несколько дней, как это нередко происходит в настоящее время!

b_500_333_16777215_00_images_icdc_2019_2019-02-03-04.JPG

Пока это только идея. Предстоит создать эти сети, провести клинические испытания, доказать эффективность. Уже имеются предварительные схемы оценки ЭКГ-анализа с применением ИНС. Для создания наборов математических и алгоритмических методов диагностики и электротерапии посредством ИНС, которые будут автоматически изменять настройки ЭКС, Ильдару Абдульянову предстоит начать работу со специалистами по программному обеспечению. Внедренная в программное обеспечение электрокардиостимулятора ИНС будет проводить анализ внутрисердечных электрограмм с аппарата ЭКС с использованием существующих алгоритмов, принимать решение об изменении электротерапии. Осуществление этой идеи приведет к созданию и внедрению ИНС в отечественных ЭКС. На сегодняшний день создан регистр признаков внутрисердечных электрограмм в ЭКС, проанализированы внутрисердечные электрограммы в электрокардиостимуляторах, создан макет алгоритма автоматической диагностики ритма у пациента с имплантированным ЭКС, включающий сигналы с сердца, клинические данные пациента и прогнозируемые исходы.

Реализация инновационной идеи Ильдара Абдульянова улучшит программное обеспечение отечественных электрокардиостимуляторов и будет способствовать сокращению времени, затрачиваемого на лечение пациентов с имплантированными ЭКС, а также повышению его качества.

«Идеи создания электрокардиостимулятора, кардиовертера-дефибриллятора, аппарата искусственного кровообращения зарождались в России, способы лечения клапанных пороков сердца и ишемической болезни сердца тоже наравне с западным миром применили в нашей стране. Идей много! Правда, огорчает то обстоятельство, что открытия наших ученых вначале находят признание за рубежом и лишь позднее «возвращаются» на родину… Надеюсь, эта участь не постигнет идею внедрения ИНС в ЭКС, для ее реализации найдутся возможности, и мы сумеем изменить качество жизни наших пациентов!» – оптимистично завершил беседу исследователь.

 b_500_333_16777215_00_images_icdc_2019_2019-02-03-05.JPG

На заметку:

Ильдар Васылович Абдульянов родился в семье врача и инженера: отец работал патологоанатомом, мама – разработчиком приборов авиационных двигателей. Внук известного татарского писателя Энвера Давыдова (со стороны мамы) вслед за старшим братом тоже поступил в Казанский государственный медицинский институт. С отличием окончив педиатрический факультет в 2002 году, Ильдар Абдульянов сначала обучался в клинической интернатуре по детской хирургии, позже – в клинической ординатуре по хирургии. С 2006 года работает сердечно-сосудистым хирургом отделения кардиохирургии №2 ГАУЗ «МКДЦ». В 2007 году выиграл грант Правительства РТ «Алгарыш», благодаря которому прошел стажировку на кафедре сердечно-сосудистой хирургии ГОУ ВПО ММА им. И. М. Сеченова, прошел курсы повышения квалификации в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, практическое обучение по имплантации ЭКС в Праге (Чешская Республика), обучался в Isala Klinieken (г. Зволла), в гг. Неймеген (Нидерланды), Берлин (ФРГ), в Stanford University school of medicine в Department of Cardiothoracic surgery (г. Стэнфорд, США).

Успешно защитив кандидатскую диссертацию, Ильдар Васылович продолжает работать на кафедре кардиологии рентгенэндоваскулярной и сердечно-сосудистой хирургии КГМА. Сегодня он исполняет обязанности заведующего кафедрой, читает лекционные курсы, проводит семинарские и практические занятия у врачей-курсантов на сертификационно-аттестационных, тематических циклах усовершенствования врачей, проводит цикл НМО по электрокардиостимуляции. Также читает лекции, проводит практические занятия для ординаторов кафедры кардиологии, рентгенэндоваскулярной и сердечно-сосудистой хирургии.

Абдульянов Ильдар Васылович является автором и соавтором 116 научных трудов и учебных изданий, 5 учебных и учебно-методических пособий и монографии. Проводит научно-исследовательскую работу по темам: «Хирургическое лечение фибрилляции предсердий», «Роль микро РНК в развитии фибрилляции предсердий», «Хирургическое лечение клапанной патологии сердца». Регулярно участвует в работе российских, республиканских и зарубежных конференций, научно-практических съездов по сердечно-сосудистой хирургии.

Ильдар Васылович любит свою профессию за возможность помогать людям, открывать новые перспективы в науке, самореализовываться.

Любимые хобби: горнолыжный спорт, плавание, путешествия, коллекционирование.

Награжден Почетной грамотой МЗ РТ (2013 г.), дипломом конкурса «50 лучших инновационных идей для РТ» (2016 и 2018 гг.), дипломом за лучшую монографию КГМА (2017 г.), обладатель премии «Врач года – Ак чэчэклэр» в номинации «Уникальный случай».

Автор: Розалина Мусабирова

ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Оставить комментарий от имени гостя

0 / 1000 Ограничение символов
Размер текста должен быть меньше 1000 символов

Комментарии

  • Комментарии не найдены



Получите вдвое больше полезной и интересной информации на Ваших социальных страничках


 

слушать радио онлайн

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ