В тамбовском университете планируют создать приложение для контроля стресса

Студентка ТГТУ Александра Назарова вместе с единомышленниками решила создать умную систему контроля сердечного ритма. Год назад молодой учёный уже успешно презентовал разработку, направленную на улучшение здоровья населения. В этом году проект «Разработка системы контроля сердечного ритма на основе биологической обратной связи» победил в конкурсе грантов «Умники», организованном Фондом содействия инновациям.

Эксперименты с фобиями

Изучением сердечных ритмов Александра Назарова занялась два года назад.  Согласно исследованиям ВЦИОМ, стрессовые состояния переживают больше половины россиян. При этом речь идёт не столько о стрессе, связанном конкретно с работой, а, скорее, о некоем перманентном состоянии, охватывающем все сферы жизни. Как считает студентка, по этой причине тревожность важно контролировать, чтобы, с одной стороны, предотвратить эмоциональные последствия, а с другой — не позволить усугубиться существующим сердечно-сосудистым заболеваниям.

— Работая с системами биологической обратной связи, стала изучать работу ЭЭГ совместно с виртуальными тренажёрными комплексами. То есть мы к человеку подключали ЭЭГ-электроды и надевали VR-шлем, который транслировал определённый видеоряд. Электроды считывали мозговые волны, а далее эти волны нужно было обработать таким образом, чтобы проанализировать общее состояние человека. По волнам электроэнцефалограммы далее определяли: пугается он или нет. Так мы оценивали наличие фобий. С этого и началось моё увлечение анализом электрических сигналов человека, — поясняет Александра Назарова.

Далее появился проект «Разработка системы контроля сердечного ритма на основе биологической обратной связи». К слову, в акселерационной программе «Техносфера»-2023 он вошёл в число лучших. А вот в процессе общения с экспертами, связанными с медицинской областью, проект был значительно изменён: отпал слишком сложный функционал и аппаратное обеспечение. Поэтому на грант «Умник» студентка заявлялась уже с узконаправленной идеей и очевидной научной новизной — определение уровня стресса человека по сердечному ритму.

Территория без тревоги

Александра в ближайшие годы совместно с командой университета планирует создать приложение, где человек самостоятельно может отслеживать уровень стресса. Внедрение таких технологий в медицинскую практику, по мнению молодого учёного, способствует цифровизации сферы здравоохранения, развитию передовых интеллектуальных технологий в области систем обработки и анализа больших объёмов данных для решения задач персонализированной медицины.

— Разобраться с уровнем тревожности и стресса в рамках нового проекта нам поможет эксперт — врач функциональной диагностики, который вместе с нами работает в этой же области исследований. По электрокардиограмме медик определит, где человек действительно испытывает стресс, а где находится в нормальном состоянии, но, к примеру, в данный момент немного волнуется. На этих данных, то есть за счёт обширного сбора датасета (большой набор данных, собранный с разных людей — прим. ред.), и будет производиться машинное обучение, — уточняет Александра Назарова.

Разработкой программной платформы займутся учёные ТГТУ на базе «Техносферы». В целом концепция приложения уже есть: она появилась примерно год назад. В конечном итоге это должна быть максимально простая и удобная мобильная версия, чтобы даже люди пенсионного возраста способны были в ней разобраться, а заодно определить: есть ли у них стресс или нет. 

— Допустим, человек хочет контролировать уровень стресса, чтобы не допустить развитие сердечно-сосудистых заболеваний, либо ему уже поставлен диагноз, а потому не рекомендуется усугублять ситуацию. Мобильное приложение поможет в этом. Как это работает? ЭКГ-устройство синхронизируется с мобильным приложением, которое содержит в себе алгоритмы машинного обучения. Эти умные алгоритмы умеют распознавать уровень стресса, а потому в случае необходимости подскажут, что с организмом что-то не так.

Сегодня существует множество приложений, как подытоживает молодой учёный, которые считывают сердцебиение человека. Но в большинстве они не имеют высокой точности. Плюс те же наручные часы и пульсометры обладают одной особенность: зачастую они хорошо считывают данные невысокого сердцебиения, а вот при зашкаливающемся сердцебиении выдают погрешности и ошибочные данные. Поэтому стоит задача развивать программную платформу, чтобы распознавать уникальные паттерны на поведение сердца.