20 октября, 2023

Способ улучшить диагностику болезней сердца

Снизить в два раза количество ошибок при диагностировании сердечно-сосудистых заболеваний позволит математическая модель ученых СГМУ.

Результаты опубликованы в журнале The European Physical Journal Special Topics.

Сердце здорового человека бьется нерегулярно, то есть время сердечных сокращений может быть разным, объяснили ученые. При этом у людей с заболеваниями сердца и сосудов, например гипертонией, сердце бьется гораздо ровнее, чем у здоровых.

По словам специалистов, степень нерегулярности сердечного ритма можно использовать для медицинской диагностики. Чаще всего для этого применяют спектральный анализ электрической активности сердца, полученный методом электрокардиографии (ЭКГ).

Однако построение точных спектров биологических систем – крайне сложная задача, поэтому все диагностические методы предполагают погрешность, конкретная величина которой известна только очень приблизительно, отметили ученые.

Исследователи Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского (СГМУ) создали математическую модель для точного вычисления погрешности при оценке спектров биологического сигнала. По их словам, применение полученных данных позволит в два раза снизить количество неверных сердечно-сосудистых диагнозов.

«Принятые методы диагностики, например, гипертонии, как оказалось, дают верный диагноз только в 70% случаев. Основная причина высокой погрешности в том, что и мировые, и российские стандарты рекомендуют для анализа короткие электрокардиограммы в 3–5 минут. Наши расчеты показали, что данные ЭКГ за 15–20 минут помогут поднять это значение до 85%», – сообщил старший научный сотрудник НИИ кардиологии СГМУ Юрий Ишбулатов.

Предложенная модель, по словам создателей, достоверно имитирует биологический сигнал, но имеет заранее известный спектр. Проведенное исследование позволило не только определить величину погрешности существующих методов спектрального анализа в медицине, но и усовершенствовать их математическую реализацию, объяснили ученые.

«Наша рекомендация увеличить длину регистрируемых сигналов до 15–20 может быть относительно просто реализована с помощью носимых устройств, например фитнес-браслетов или смарт-часов, которые могут писать необходимые сигналы сутками», – подчеркнул Ишбулатов.

Команда СГМУ выложила разработанную модель в открытый доступ, для того чтобы любой медицинский специалист имел возможность оценить точность спектрального анализа для диагностики интересующей его патологии.

В дальнейшем научный коллектив намерен разработать математические модели для оценки погрешностей при анализе длительных сигналов ЭКГ с помощью носимой электроники и использовать полученные данные для повышения эффективности спектрального анализа при непрерывном мониторинге состояния больных.