Българи работят по изкуствен интелект, който да разпознава симптомите на инсулт в реално време

Времето винаги е решаващ фактор в медицината, но когато става дума за инсулт всяка минута е от критично значение. Когато в мозъка се спука кръвоносен съд или кръвен съсирек блокира притока на кръв към него, невроните започват да умират и настъпва инсулт. Ако не се окаже навременна медицинска помощ в рамките на първите няколко часа, в огромна част от случаите човек остава с трайни увреждания. В световен мащаб инсултът е причина номер едно за тежка инвалидизация и номер две за смъртност (след инфаркта).

На фона на тези стряскащи данни, български екип разработва технологично решение, което може да засича симптомите на инсулт още в момента на тяхното появяване. Приложението се нарича FAST AI (Face-Arm-Speech-Time) и целта ѝ е да помогне на пострадалите и техните близки веднага да разбират, че става дума за инсулт и трябва спешно да потърсят медицинска помощ.

Екипът на Tech.OFFNews.bg се свърза за повече информация с д-р Радослав Райчев - съдов невролог в Калифорнийския университет в Лос Анджелис (UCLA) и един от създателите на решението. Д-р Радослав Райчев e съдов и интервенционален невролог, който специализира в ендоваскуларното лечение на мозъчни и гръбначни съдови заболявания като инсулт, аневризми и артериовенозни малформации. Интересът му към неврологичните заболявания се заражда още в ранна детска възраст – и баща му, и дядо му са преподавали неврология в Медицинския университет-София, където завършва медицина. Специализирал е неврология в Чикагския университет, както и съдова неврология и ендоваскуларна хирургична неврорадиология в Калифорнийския университет в Лос Анджелис (UCLA).

Д-р Райчев е съосновател и главен изпълнителен директор на Neuronics Medical, професор по неврология в Катедрата по неврология на UCLA и директор на невро-интервенционалната програма в Клиника Лейкууд. По време на обучението си той развива силни интереси към клиничните и фундаментални изследвания, фокусирани върху механизмите на мозъчно-съдовите заболявания, усъвършенстването на нови невроендоваскуларни терапии, както и системи за лечение на инсулт.

Как се роди идеята за създаването на приложението FAST AI и какво означава името му?

Преди около десетина години ние с колегите от UCLA забелязахме иновациите в областта на диагностиката на сърдечни проблеми, като например приспособлението “Zio patch”, предназначено за лесна и ранна диагностика на предсърдно мъждене. Оттогава започнахме да мислим в посока на дигитално и автоматизирано диагностициране на остър инсулт. Няколко години по-късно Apple въведе системите “911 fall detection” и “Atrial fibrillation detection”, което допълнително засили мотивацията ни и вече бяхме напълно убедени, че е време за разработка на подобна технология в областта на мозъчно-съдовите болести.

Важно уточнение е, че за разлика от сърдечните проблеми, които се диагностицират въз основа на електрическа проводимост на сърцето и съответно се засичат сравнително лесно, острият инсулт се диагностицира само на базата на най-честите клинични симптоми – остро настъпване на лицева асиметрия (Facial asymmetry), слабост в ръцете (Arm weakness) и промяна в говора (Speech changes), откъдето произлиза и световно установения акроним за разпознаване на остър инсулт - FAST (T = time, т.е време е да извикате спешна медицинска помощ).

Това прави автоматизираното диагностициране на инсулт доста по-предизвикателно. Задачата за разработването на такъв продукт е доста сложна, тъй като изисква събирането и обработката на доста специфични клинични данни. Но след като заедно с другия съавтор на идеята, Тодор Тодоров, представихме концепцията на Акад. Проф. Д-р Иван Миланов, председател на Българското дружество по неврология, и на водеща фармацевтичната компания в България, тя бързо прерасна в истински проект. Използвам възможността да изкажа изключителна благодарност на акад. Миланов, който допълнително ни даде насоки и визия и помогна значително с организирането и стартирането на проекта в България. Така успяхме да съберем изключителен екип от млади български инженери, специалисти в областта на изкуствения интелект, които да работят с български лекари невролози. Именно тази пресечна точка между медицинска и технологична експертиза е това, което ни дава преднина да разработим технология, която по мащаб и специфика засега няма аналог в света.

Кои са най-често срещаните симптоми на инсулт, които приложението може да идентифицира, и защо е важно да бъдат открити навреме?

Както споменах, нашето технологично решение включва най-често срещаните клинични симптоми при инсулт: лицева асиметрия, слабост в ръцете и промяна в говора. За съжаление, въпреки усилията на много световно известни организации за борба с инсулта, повечето пациенти не реагират навреме и не търсят спешна помощ, защото не ги разпознават. Парадоксът е, че острият инсулт е лечима болест в рамките на първите минути след настъпването на симптомите. Ако пациентът получи лечение в рамките на т.нар. "златен час", шансът за пълно възстановяване е много висок.

С помощта на какви технологии FAST AI успява да идентифицира тези симптоми?

Ние използвахме технологии, съществуващи във всички модерни мобилни устройства: computer vision (за разпознаване на лицева асиметрия), voice recording (за разпознаване на промени в говора) и сензорни устройства като акселерометър, магнитометър и жироскоп (за разпознаване на слабост в ръцете).

Информацията от всяка една от трите технологии се обработва чрез изкуствен интелект (AI) на базата на предварително създадени и валидирани алгоритми. Резултатите от всеки тест се сравняват с данните, предоставени от лекарите и по този начин ние допълнително валидираме и оптизираме приложението.

Приложението се тества с помощта на болници в България, като до момента има няколкостотин пациента. Разкажете ни как работеха българските лекари с него?

Българските невролози се отзоваха много ентусиазирано на идеята за разработването и тестването на приложението и с тяхна помощ успяхме да наберем нужните данни. FAST AI тест се прилага с помощта на невролог на всеки един пациент, включен в нашето проучване. Невролозите също така добавят тяхната клинична оценка за състоянието на болните, както и резултатите от образната диагностика. Огромна благодарност на колегите от всички болници взели участие в проекта: Теодора Сакеларова, Добринка Калпачка, Христина Пельова, Ростислава Русева, Светлана Венчева, Емануела Костадинова, Денислав Димов, Ана Коралова, Теодора Манолова, Филип Алексиев, и Иван Миланов.

Представихте FAST AI на Международната конференция за инсулт на Американската асоциация по сърдечно-съдови заболявания, която се проведе наскоро в Далас. Какви бяха отзивите?

Нашето приложение предизвика голям интерес сред много клинични лекари и учени. Имах възможността да обменя опит с други колеги, които развиват подобни технологии, но са в доста по-начален етап. Това за нас е особено важно, тъй като виждаме, че сме на прав път. Най-приятната изненада беше включването на новината за FAST AI в нюзлетъра на American Heart Association, което предизвика интересът на медиите, включително и на Washington Post, които разказаха за нас.

В момента FAST AI все още е във фаза на проучване и разработка. Кога приложението ще е общодостъпно за ползване?

Надявам се в най-скоро време да имаме напълно готово приложение за ползване от всеки един пациент. Но все пак това е въпрос не само на технология, а на много други регулаторни фактори.

Какви са плановете ви за развитие на приложението? Ще бъде ли свързано то с други платформи и устройства, така че да може да улавя симптомите на инсулт, докато човек говори с виртуален асистент или се вози в автономен автомобил например?

Благодаря за този въпрос. Да, това е нашата визия - ние искаме FAST AI да е софтуер за пасивно следене и диагностика на инсулт, който да е включен в нашето ежедневие. Ето един пример, който ни подсказа идеята за FAST AI. Имахме пациент в UCLA, който разбира, че има инсулт, след като се опитва да говори на домашния виртуален асистент Alexa. Alexa не разпознава гласа му, защото говори заваляйки, и това го кара да се погледне в огледалото. Вижда, че долната част на лицето му е увиснала и осъзнава, че явно получава инсулт. Обажда се веднага на 911 и линейката го докара навреме, за да му направим тромболитично лечение и този човек се възстанови напълно.

Ние искаме да постигнем именно такъв резултат и чрез нашата технология – да можем да засечем всеки инсулт в началния стадий. Като съдов и интервенционален невролог, който лекува инсултно болни ежедневно, аз искам да помогна, да спася от инвалидизиране колкото се може повече пациенти. Много е тежко да обясниш на един пациент или на неговите близки, че са изпуснали възможността за пълно възстановяване, защото не са дошли в болницата навреме.

Кои са най-големите трудности в следващите етапи от разработването на технологията и какво би ви помогнало?

На първо място е, разбира се, нуждата от финансиране, както е и при всеки проект на ниво разработка. Особеното за нашата технология е все още неясният механизъм как приложението би носило приходи. Ние продължаваме да разработваме и усъвършенстваме технологията, но това изисква доста ресурси. За нас също така е важно да установим партньорства с други технологии и технологични компании, така че да стигнем до крайния потребител по възможно най-бързия начин. Но аз съм доста оптимистично настроен, особено след огромния интерес по време на International Stroke Conference 2023.

Могат ли технологиите наистина да променят здравеопазването и къде е мястото на България и вашия продукт в този процес?

Абсолютно. Медицината е изцяло зависима от модерните технологии. Всеки един етап от диагностиката, лечението и проследяването на един болен е неминуемо свързан с някаква форма на технология. Най-интересно е, че основният фокус на технологично развитие в здравеопазването все още е на ниво вътреболнична помощ. Например диагностична апаратура за милиони долари, хаптично управляеми роботи за хирургични интервенции, най-модерни импланти, медикаменти и т.н. От друга страна, ранната диагностика и превенцията тепърва ще се развиват.

Според мен първо трябва да се случи интеграцията на дигиталната технология в сферата на здравеопазването. С помощта на изкуствения интелект и digital health технологиите, всеки пациент в скоро време ще има възможност да следи собственото си здраве чрез ежедневен мониторинг и обратна връзка. С напредването на телемедицината и дистанционното наблюдение, диагностичната прецизност ще се подобрява. Всичко това неминуемо ще доведе до много по-ефективно и качествено здравеопазване.

България, като европейска държава с много високообразовани и иновативни млади специалисти, има значително място в този процес. Давам пример с нашия екип, който се състои от специалисти в областта на изкуствения интелект и софтуерни инженери, които са на световно ниво. Основна част от идеите и разработките на проекта се случват именно благодарение на тях.