В России научились дистанционно измерять жизненные параметры человека

Бесконтактные технологии мониторинга жизненно важных показателей человека постепенно выходят за рамки экспериментов. Например, некоторые устройства могут дистанционно измерять частоту дыхания и пульс. И на российском рынке уже есть несколько подобных решений. В основном они ориентированы на телемедицину, но некоторые производители утверждают, что их комплексы применимы даже в сфере транспорта. Что мешает этим устройствам найти покупателя и почему их широкое применение до сих пор остается под вопросом?

Держите дистанцию

Одна из таких разработок - система видеомониторинга от компании "Платформа третье мнение", предназначенная для медицинских учреждений. Она следит за пациентами в реанимации: анализирует видеопоток с прикроватных камер и мгновенно сигнализирует медперсоналу, например, об отсоединении аппаратов жизнеобеспечения, выходе человека из наркоза и возникновении судорог.

В "Сколтехе" создали систему, которая помогает в диагностике болезни Паркинсона. Технология отслеживает движения пациента и собирает данные, помогающие врачам определить стадию заболевания. А алтайские ученые представили первую в России технологию BioPulse AI, которая позволяет по изображению лица с камеры определять пульс, артериальное давление, частоту дыхания и оценивать риски появления инфаркта, диабета и других заболеваний.

Еще одну разработку представила компания "Криптонит". Специалисты создали метод бесконтактного определения частоты дыхания. В основе решения - обыкновенная веб-камера и алгоритм, основанный на нейросети. Она выделяет область груди и живота на каждом кадре, анализирует движение и обособляет дыхательные смещения грудной клетки. Полученный сигнал очищается от шумов. Тестирования показали, что средняя ошибка алгоритма составила менее 5%.

"Существуют научные работы, в которых предлагается использовать частоту пульса и дыхания для оценки бодрости водителя. Как правило, в таких работах используются контактные датчики, однако можно использовать и дистанционные методы при достаточной точности", - рассказал "Российской газете" создатель этой технологии Алексей Протопопов. И хотя данные пульса и частоты дыхания индивидуальны, изменение этих параметров подчиняется принципам, общим для разных людей, то есть определенная динамика показателей может говорить об ухудшении состояния человека, добавил автор работы.

"Если речь идет об устройстве, наблюдающем за состоянием водителя, то можно предположить, что оно будет предупреждать его о том, что он засыпает, и будет предлагать сделать короткую остановку для отдыха", - говорит Протопопов. Главное отличие этой системы от тех, которые уже устанавливаются во многих автомобилях, - это то, что последние наблюдают за поведением водителя, а не за его физиологическими показателями, подчеркнул собеседник.

Трудности сертификации

В материалах о работе устройства утверждается, что такая система может еще и мониторить состояние пилотов. Однако к ее применению, например, в гражданской авиации, есть вопросы. Предположим, у пилота появились признаки инфаркта в процессе полета. Система сможет их считывать и передавать уведомление или сигнал тревоги. Только кому? Очевидно, что не пассажирам. А если речь идет о предупреждении диспетчера или наземных спасательных служб, то кому тогда в итоге сажать самолет? К тому же полеты с одним пилотом на крупных пассажирских авиалайнерах запрещены. Все необходимые действия может предпринять напарник (капитан воздушного судна или второй пилот - в зависимости от того, кому стало плохо). Даже если один из них выходит из кабины, то по международным правилам полетов в нее должен зайти стюард. Поэтому пока область применения системы видится только одна - помогать врачам на предполетных досмотрах.

"В мире за всю историю человечества было всего несколько случаев, когда происходили авиакатастрофы по причине резкого ухудшения самочувствия пилота. Их количество ничтожно мало хотя бы потому, что они находятся под постоянным медицинским наблюдением", - рассказал "Российской газете" главный эксперт Института экономики транспорта и транспортной политики НИУ ВШЭ Федор Борисов.

В любом случае массово внедрить такое оборудование на рейсах, скорее всего, окажется очень затруднительно. Все дело в том, что придется соответствовать целому ряду требований Международной организации гражданской авиации (ICAO) и Европейского агентства по безопасности полетов (EASA).

"Любое оборудование, которым мы оснащаем самолет, должно пройти длительную и дорогостоящую процедуру сертификации. А учитывая, что риск такого события (например, инфаркта у пилота. - Прим.ред.) невероятно мал, придется потрудиться, чтобы определить источник финансирования", - пояснил Борисов.

Трудности могут возникнуть и с внедрением комплекса в наземном транспорте. Если речь пойдет о массовом применении, то придется вносить изменения в законодательство. "Объем регуляторики будет зависеть от степени вмешательства системы в управление транспортным средством. Если это так называемая driver assistance (делает предупреждение, но не вмешивается в управление), то значительные изменения не нужны. Однако если она будет брать на себя принятие решения об экстренной остановке или парковке, то речь идет о другом уровне ответственности. Придется принимать соответствующие законодательные акты", - сообщил "РГ" старший аналитик компании "Эйлер" Владимир Беспалов.

По мнению эксперта, искусственный интеллект в той или иной форме в любом случае будет внедряться для помощи водителю, так как транспорт станет полностью автономным еще не скоро. В изолированных системах - например в метро - это произойдет быстрее. Но люди пока все равно продолжат управлять автомобилями, поездами, самолетами. И если есть системы, которые будут им ассистировать, отслеживать их состояние, то имеет смысл их использовать. Главное, чтобы это было целесообразно. Ведь это все-таки средства "переходного" периода - от ручного управления к полностью машинному.

Киберэтика

Что касается медицинского применения таких комплексов, по словам судебного эксперта и психиатра Антона Шестакова, здесь есть несколько ограничений. Во-первых, любые колебания света или изменение позы сильно снижают точность измерений. Во-вторых, радарные системы менее чувствительны к освещению, но при этом фиксируют помехи от движений других людей, домашних животных, работающей бытовой техники.

Есть и другие существенные ограничения, добавил собеседник. "Алгоритмическая обработка требует значительных вычислительных мощностей для фильтрации артефактов в режиме реального времени, а большинство систем не прошли строгих клинических испытаний, необходимых для медицинской сертификации", - подчеркнул специалист.

Также здесь встают и этические вопросы, поскольку непрерывный мониторинг затрагивает приватность и может даже спровоцировать ипохондрическую фиксацию (чрезмерную озабоченность состоянием здоровья) у тревожных людей.

"Главные ограничения технологий мониторинга здоровья сегодня носят комплексный характер", - считает руководитель по развитию продуктовых решений К2 НейроТех Вячеслав Дегтярев. Так, когда речь идет о показателях, от которых зависит здоровье человека, важно понимать, как именно искусственный интеллект принимает решения. Врачи и пациенты должны видеть логику работы системы. Второе ограничение - строгое регулирование медицинских технологий, прежде чем их можно будет широко использовать. И, наконец, остро стоят вопросы кибербезопасности и суверенитета данных. Медицинская информация считается одной из самых чувствительных, поэтому не все будут готовы передавать ее в облако.

"Современные бесконтактные методы в лабораторных условиях показывают приемлемую корреляцию с референтными измерениями", - подчеркнул Шестаков. Погрешность при измерении пульса составляет в среднем 2-5 ударов в минуту, а частоты дыхания - 1-2 цикла. В реальной же жизни все сложнее. На точность сильно влияют движения, эмоциональное состояние человека, температура окружающей среды и даже особенности кожи.

"Современные нейросетевые архитектуры, обученные на массивных наборах данных, показывают устойчивость к значительной части подобных возмущений. Интеграция нескольких сенсорных каналов (видеокамеры, радара миллиметрового диапазона и акустических датчиков) позволяет компенсировать недостатки каждого отдельного метода", - рассказала "РГ" профессор Финансового университета Надежда Капустина. По ее мнению, вопросы работы бесконтактных систем мониторинга в бытовых условиях - это вполне решаемая задача. "Вместе с тем именно в сфере раннего выявления отклонений, наблюдения за пациентами с деменцией или контроля состояния спящего человека бесконтактные методы обнаруживают свою подлинную ценность, дополняя, а не вытесняя классический врачебный инструментарий", - уверена Капустина.