Что болезнь Паркинсона делает с лицом?
Кафедра нервных болезней КрасГМУ — не новичок в плане инновационных разработок. В какой-то момент заведующий кафедры Семен Владимирович Прокопенко (невролог с почти 30-летним стажем, профессор, научный руководитель Центра неврологии и нейрореабилитации ФМБА России) высказал интересное предложение в плане научных исследований. Он заметил, что в медицине анализ лицевой мимики у страдающих болезнью Паркинсона до сих пор делается по-старинке: врач следит за лицом больного и на основе своих субъективных наблюдений выставляет баллы от 1 до 4 по унифицированной шкале.
Семен Владимирович же предположил, что можно использовать технологию анализа движения и разработать программу, которая будет автоматически анализировать лицо пациента и делать объективные выводы.
Болезнь Паркинсона — это заболевание головного мозга, при котором выработка дофамина сильно снижается. Дофамин — это гормон и нейромедиатор, который, помимо прочего, помогает передаче сигналов в головном мозге. Когда дофамина становится мало, страдает всё тело человека. Его движения замедляются — это называется «гипокинезия». Походка тоже меняется: человек сгибается в «позе просителя» и передвигается маленькими, шаркающими шажками. Лицо больного поражает так называемая «гипомимия» — выражение лица становится похожим на застывшую маску, на которой невозможно прочитать какие-либо эмоции. Чтобы изобразить, скажем, улыбку — больному нужно прилагать усилия.
Для того, чтобы проанализировать мимику, в проекте предполагается использовать видеоанализ. Сама по себе эта технология далеко не нова, и есть даже в Красноярске. Например, на базе центра восстановительной медицины СКЦ ФМБА России установлена лаборатория видеоанализа для спортсменов, в которой можно с помощью датчиков рассчитать параметры ходьбы... Но программ для видеоанализа мимики нет не только в Красноярске, но и в России вообще. Зарубежные же аналоги стоят очень дорого — в них используется тот же принцип, что и в анализе движения, но датчики крепятся не на всем теле испытуемого, а лишь на лице.
В этом и заключается суть идеи: создать доступное по цене программное обеспечение, которое сможет с помощью обычной камеры оценивать мимику пациента с болезнью Паркинсона. Руководителем проекта стал выпускник ординатуры на кафедре нервных болезней КрасГМУ Владимир Гуревич.
Шесть тестов вместо устаревшей шкалы
Полное название проекта: «Разработка компьютерного видеоанализа движений мимической мускулатуры лица для диагностики и реабилитации проявлений болезни Паркинсона и экстрапирамидной патологии». Он предполагает заменить субъективную оценку врача объективными данными видеоанализа, которые собирает программа.
«Кажется, что гипомимия — не такая серьезная проблема, в сравнении с гипокинезией при ходьбе и характерной походкой страдающего болезнью Паркинсона. Но это не так. Нарушения мимики влияют на жизнь больного не меньше. Человек будет испытывать множество проблем в общении. У него похожее на маску лицо, которое у собеседника вызывает ощущение, что больной чем-то недоволен или злится. Часто такие больные испытывают проблемы в общении с родственниками и друзьями — те все сильнее отдаляются, ощущая враждебность, которой на самом деле нет», — рассказывает Владимир Гуревич.
Помимо скорости движений, снижается их амплитуда — это программа тоже может оценить. Всего в ней предусмотрено шесть тестов, каждый длится по 10 секунд. Тесты следующие:
- быстрая улыбка — улыбаться как можно быстрее и с максимальной амплитудой;
- буква «О» — изобразить букву «О» сомкнутыми вытянутыми губами;
- моргание — моргать с максимально возможной частотой;
- подъем бровей — совершать подъем бровей с высокой скоростью и максимальной амплитудой;
- хмурение — сводить и разводить брови с максимально возможной скоростью и амплитудой;
- чтение текста — прочитать текст с выражением в удобном для пациента темпе;
Последнее позволяет оценить работу всей мимической мускулатуры. На основании проведенных тестов программа создает графики, выдает результаты. Поскольку оценкой занимаются компьютерные алгоритмы, а не живой человек — можно оценить очень тонкие изменения мимики, которые врач мог бы и не заметить.
Непосредственно написанием кода занимается команда программистов под руководством Владимира Александровича Конторина. В составе команды: аналитик-программист Николай Бутенко и программист Александр Спирин. Все трое являются экспертами красноярской «Фабрики программирования», действующей в рамках нацпроекта «Кадры для цифровой экономики».
Первый успех и первые пациенты
Создание проекта «Разработка компьютерного видеоанализа движений мимической мускулатуры лица для диагностики и реабилитации проявлений болезни Паркинсона и экстрапирамидной патологии» началось год назад. Начало проекта стало возможным благодаря полученному гранту «УМНИК» в размере 500 000 рублей.
Теперь систему нужно тестировать на самых разных людях. Болезнь Паркинсона, как правило, поражает пожилых людей в возрасте от 65 лет — в качестве первых пробных испытаний в базу программы уже занесены 10 таких человек. Также есть 10 здоровых молодых людей — их протестировали, чтобы проверить, как программа будет оценивать мимику человека, не страдающего паркинсонизмом.
Узнать дополнительную информацию по получению статуса резидента КРИТБИ для предпринимателей можно в Проектном офисе КРИТБИ по телефону +7 (391) 201-77-77 и почте sei@kritbi.ru
Куратор программы «УМНИК»: eub@kritbi.ru
Адрес: Красноярск, пр. Свободный, 75
Тел.: +7 (391) 201-77-77
Сайт: kritbi.ru
Соцсети: vk.com/kritbi_krsk
facebook.com/kritbi
instagram.com/kritbi
С подбором пациентов помогает Александра Хомченкова — участница проекта, которая ведет специализированные неврологические приемы в кабинете экстрапирамидной патологии профессорской клиники КрасГМУ.
«Первый этап был направлен на научно-исследовательскую работу. Следующий этап — это клиническая апробация данного метода. Если в работе программы будут возникать проблемы, ее нужно будет доработать. Если же все будет в порядке — будем оценивать диагностическую ценность данного метода, чтобы можно было уже рассматривать различные клинические аспекты, касающиеся гипомимии. Потому что в России она недостаточно изучена. Мы сможем оценить, насколько бедность мимики коррелирует с болезнью. Мы также планируем разработать метод реабилитации на основании полученных данных. Но это в будущем», — рассказала Александра Хомченкова.
В реализации проекта красноярский бизнес-инкубатор КРИТБИ помогает не только грантом «УМНИК». Инкубатор также обучает своих резидентов множеству полезных вещей — как правильно оформить патент, разработать бизнес-план, коммерциализировать свои научные разработки в дальнейшем.
После тестирования программы ее создатели планируют получить еще один грант на развитие проекта. Например, подать заявку на конкурс «Старт-1» Фонда содействия инновациям — победители этого конкурса получают до 3 млн рублей.
Андрей Медведев, специально для интернет-газеты Newslab, фото Алины Ковригиной
