SENSE2BEAT
Ирина Харсеева
автор Inc.
Наталья Глазкова училась в магистратуре Сколковского института науки и технологий и работала над темой своей дипломной работы. Идея носимого датчика электрокардиограммы пришла ей во время годовой стажировки в американском MIT: она увидела потенциал на рынке и начала работу. Проект начался как научно-исследовательская деятельность в рамках учебы в Сколтехе, а потом перерос в полноценную компанию. Наталья собрала команду, позвав своих знакомых по университету, придумала название и подала заявку на конкурс «Качество жизни 2016». SENSE2BEAT выиграл конкурс и стал резидентом Сколково. Система состоит из высокоточного датчика с искусственным интеллектом для мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы и алгоритмов обработки и анализа полученных данных. Датчик способен фиксировать ЭКГ пациента в течение 5 дней, что позволяет диагностировать на самых ранних стадиях разные виды аритмий, которые невозможно увидеть на обычном кардиографе. До конца года разработчики планируют провести клинические исследования с 4 медицинскими учреждениями. Наталья Глазкова рассказала Inc., как втроем разработать систему, не раздувая штат, как их технология поможет космонавтам и как поменять парадигму «медицина болезни» на «медицину здоровья».
Inc. × Сколтех
Из дипломной работы в стартап
Наталья Глазкова закончила аэрокосмический факультет Московского авиационного института (МАИ) по направлению «Инженерное дело в медико-биологической практике» и поступила в магистратуру Сколковского института науки и технологий (Сколтех) на факультет космических и инженерных систем. В рамках обучения в 2014 году она выиграла конкурс и поехала на годовую стажировку в Массачусетский технологический университет (MIT). На одном из курсов по разработке медицинских приборов Наталья с одногруппниками занималась созданием датчика электрокардиограммы для женщин, который был вшит в нижнее белье.
— Идея носимого датчика ЭКГ показалась мне очень полезной в медицине в целом, поэтому ограничиваться лишь женским рынком казалось неправильным. На тот момент я как раз думала над темой для своего дипломного проекта и остановилась на этой идее. Так начался проект — сначала как научно-исследовательская деятельность, а после выпуска из университета — как полноценный стартап, — вспоминает Глазкова.
Первым делом Наталья собрала команду, позвав в проект знакомых по университету: старшего преподавателя Космического центра Сколтеха, кандидата технических наук Татьяну Подладчикову и выпускницу Сколтеха Дарью Степанову. Татьяна занялась алгоритмом автоматизации и обработки данных, Дарья — электроникой, а Наталья — общим развитием: ведет всю коммуникацию, переговоры с партнерами и потенциальными инвесторами, представляет проект на международных соревнованиях и выставках
Название проекта — SENSE2BEAT — придумали быстро. «Это игра слов. Английское слово sense означает одновременно чувство, разум и понимание, а beat — биение сердца. Многогранное название, каждый может увидеть в нем свой смысл», — объясняет Глазкова.
Первый прототип разрабатывали втроем в мастерской Сколтеха в 2016 году. Как только он был готов, подали заявку на участие в конкурсе инновационных проектов в области медицинских технологий «Качество жизни 2016» (проводился фондом «Сколково» и биофармкластером «Северный» на базе Московского физико-технического института (МФТИ). Участвуя в конкурсе, предприниматели хотели проверить спрос и получить обратную связь от экспертного и научного сообщества. К своему удивлению, они выиграли конкурс и получили возможность стать резидентом фонда «Сколково».
— Для нас это было первое публичное выступление, когда мы научно-исследовательскую работу оформили в виде бизнес-кейса и презентовали экспертам. Тогда мы поняли, что действительно есть спрос на подобную технологию, и с новой силой начали разработку, параллельно искали инвестиции, партнеров и клиентов, — вспоминает Глазкова.
Глазкова подавала заявки на несколько грантов в Сколково и Сколтехе, с 2017 по 2019 гг. SENSE2BEAT получила суммарно $80 тыс. грантовых денег на разработку.
ЭКГ на ходу
Технология SENSE2BEAT реализуется в виде двух частей: высокоточный датчик с искусственным интеллектом для мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы (hard) и алгоритм обработки и анализа полученных с датчика данных (soft).
Датчик представляет собой беспроводное устройство на электродах, которое крепится на грудь человека с помощью самоклеющейся пленки. Она сделана из биосовместимого материала, гипоаллергенна и не раздражает кожу. Благодаря своим миниатюрным размерам (50×50×15 мм) и небольшому весу (30 г) датчик не доставляет дискомфорта пациенту и не стесняет его при движении, с ним человек может вести полноценную деятельность (мыться, заниматься спортом и спать).
Устройство записывает электрокардиограмму непрерывно в течение 5 дней (без подзарядки) и передает данные по беспроводному каналу связи на сервер, после чего эти данные автоматически обрабатываются и анализируются. Дополнительно в датчике установлена карта памяти, которая хранит результаты мониторинга в случае сбоя сети. Результатом обработки является отчет в виде PDF файла, в котором указаны проблемные эпизоды, на которые врачу следует обратить внимание.
Помимо записи ЭКГ датчик фиксирует температуру тела пациента, частоту дыхания, распознает активность (ходьба, бег, катание на велосипеде или состояние покоя).
Основным препятствием автоматизированного анализа ЭКГ является множество помех, а также высокая зашумленность сигнала, характерная для носимой электроники. Методы фильтрации, которые разрабатывает SENSE2BEAT, чтобы решить эту проблему и выделить полезный сигнал из смеси шума, не требуют задания ограничений на динамику ЭКГ. Благодаря этому данные не искажаются.
— Чтобы расшифровать суточную ЭКГ, убрав все шумы и помехи, хорошему доктору требуется 20-40 минут. Мы же выдаем ему выжимку с указанием проблемных участков, которые ему нужно посмотреть и дать свое экспертное мнение, — рассказывает Наталья.
Преимущество девайса SENSE2BEAT заключается в постоянном и непрерывном контроле за электрокардиограммой в срок до 5 дней, что позволяет осуществлять первичную диагностику ряда сердечных аритмий, которые сложно и порой невозможно зафиксировать при помощи разового тридцатисекундного обследования на стационарном кардиографе или суточного обследования на переносном холтеровском мониторе.
— Если сердце пациента на приеме врача успело показать патологию за 30 секунд, то хорошо. Но оно может не показать ни за 30 секунд, ни за 72 часа. А за 5 дней в режиме обычной деятельности человека больше шансов обнаружить, что на самом деле происходит с сердцем, тем самым можно выявить заболевания на ранней стадии, — объясняет Наталья.
Датчик фиксирует ЭКГ в автономном режиме, но пациент может также дополнительно записывать информацию о своем состоянии в определенный момент времени (головокружение, одышка, покалывание в груди) с помощью мобильного приложения или активируя кнопку на датчике. По завершении обследования пациент также получает отчет, но в еще более сжатом виде, чем врач. «Во-первых, данные ЭКГ рядовому человеку бесполезны, а во-вторых, мы не хотим беспричинно запугивать пациента. Финальное слово всегда остается за врачом», — считает Наталья.
Превентивная медицина и космос
Глазкова уверена, что потенциал носимых устройств медицинского назначения огромен. На основе качественных данных о состоянии и деятельности сердечной мышцы, ежедневной физической активности пользователя, данных о симптомах, собранных непрерывно в течение длительного периода времени, можно строить качественные предиктивные модели и системы поддержки принятия клинических решений.
Важно отметить, что SENSE2BEAT не ставит диагноз пациенту, а лишь помогает врачу принять решение, экономя его время на обработку и расшифровку ЭКГ. «Для нас связка врач-пациент первична, поэтому наше решение именно для клиник, а не для конечных пользователей», — считает Наталья.
В клинической медицине SENSE2BEAT позволяет выявить на ранней стадии ряд опасных заболеваний, которые сложно диагностировать с помощью кардиографа и суточного мониторинга, — например мерцательную аритмию, брадикардию и тахикардию.
— Мерцательная аритмия — опасное заболевание, поскольку протекает бессимптомно. Ее наличие в 5 раз увеличивает риск инсульта, который в этом случае имеет более тяжелое течение с повышенным риском смерти, — объясняет Наталья.
Второе направление, где применима технология SENSE2BEAT, — это космонавтика. Устройство будет следить за состоянием сердечно-сосудистой системы космонавтов во время наземных тренировок, полета и последующей реабилитации.
— На орбите организм подвергается экстремальным нагрузкам, и еще плохо изучено, как может повести себя сердце. И, конечно, мы сумеем распознавать первые симптомы развивающегося заболевания и по возможности его предотвращать, — рассказывает Наталья.
Также технология SENSE2BEAT может применяться в спортивной медицине для мониторинга работы сердечной мышцы пациента в экстремальных условиях и для последующей корректировки плана тренировок на основе полученных данных.
Сандра Бит-Варда
директор по маркетингу и взаимодействию с партнерами CoBrain
Точность, компактность, продуманность — ключевые характеристики SENSE2BEAT, которые отличают продукт от многих существующих аналогов. К сожалению, при разработке новых технологий и продуктов в медицине, которые пациент использует не напрямую, а через врачей, нередко забывают про пациентов, ведь они выступают объектом, а врач — субъектом. В данном продукте сочетается удобство для обеих категорий, функциональность, точность, удобство и понятность.
Старые технологии не идеальны, у них тоже имеются недостатки, но к ним привыкли врачи (к холтерам и т.д.), для них это понятный инструмент, с которым они работают достаточно долго. Технология должна будет себя зарекомендовать, а это вопрос времени.
Надо понимать, что медицина — консервативная отрасль, развитие которой и в которой достаточно длительное. Валидация и апробация внедряемых решений обязательна. Для новых технологий нужны новые процессы верификации, а это не просто, так как измеряют их по «старым лекалам», от этого тормозится technology acceptance. Хороший врач не будет использовать то, что не подвержено, нужна доказательства база. Плюс ещё законодательство не готово, так уж повелось, что те, кто развивает технологии, работают быстрее законотворцев. Если мы говорим о России, то у нас этот процесс медленней, чем в развитых странах, мы до сих пор по ядерной медицине отстаем на 20-30 лет от всех известных в здравоохранении бенчмарков.
Стильный девайс для человека будущего
Весь прошлый год команда SENSE2BEAT активно выступала на российских и международных конференциях, чтобы получить обратную связь по своему решению. В июле 2018 года Глазкова приняла участие в международном конкурсе «Sevan Startup Summit 2018» в Армении, проект вышел в финал и занял третье место среди 125 команд. Наталья получила 2 тыс. долларов в виде гранта и специальный приз президента Армении Армена Саркисяна, который он вручил ей лично. Помимо этого Наталья выиграла возможность участвовать в выставке The IDTechEx Launchpad в Берлине, саммите WISH в Катаре и прошла отбор в 100 Slush Pitch Competition на крупнейшей конференции стартапов Северной Европы, России и Балтии Slush 2018 в Хельсинки.
— Участвуя во всех этих мероприятиях, мы получили очень интересные инсайты, — рассказывает Глазкова. — Например, на рынке США и Европе эксперты были заинтересованы в нашем софте, а сам датчик их не интересовал — они считают, что китайцы сделают дешевле и лучше. А вот в странах Африки наоборот — им нужно «железное» решение.
SENSE2BEAT предлагает свое решение в комплексе (датчик + аналитика), но если на старте проекта фокус был на разработке датчика, то сейчас основное внимание именно на софтверной части. Предприниматели планируют разработать универсальный алгоритм по обработке, шумоподавлению и анализу данных, который будет совместим с любым носимым датчиком.
Сейчас исследователи продолжают совершенствовать устройство, в основном работы направлены на повышение точности методов обработки больших данных и эффективную борьбу с зашумленностью поступающего на мобильный прибор сигнала. Также идет финальная отладка мобильного приложения на Android (уже потратили около 300 тыс. рублей) и разработка приложения на iOS. И, конечно, доработка датчика. Сейчас прием и измерение ЭКГ осуществляется по 2 отведениям (прим. Отведение — это запись разницы потенциалов между двумя электродами, которые встроены в датчик), до конца года исследователи планируют достроить третье, что увеличит надежность диагностики.
— Полноценная электрокардиограмма строится на основе 12 отведений, то есть 12 проекций на сердце, — рассказывает Глазкова. — Чем больше отведений, тем более полная картина о состоянии сердца. Но в носимой электронике важно соблюсти баланс между количеством отведений и работой батареи, то есть временем мониторинга. Поэтому у нас соотношение следующее: 5 дней мониторинга и потенциально возможных 6 отведений.
Для проведения клинических испытаний до конца 2019 года SENSE2BEAT планирует запустить двухмесячные пилотные проекты с 4 клиниками в Москве и одной компанией в области космонавтики (названия и детали сделки Глазкова не раскрывает). Для пилотного проекта предприниматели изготовили небольшую партию датчиков — 30 шт. (корпус устройства печатали на 3D принтере, а плату произвели по заказу в Зеленограде), из-за этого себестоимость 1 устройства пока высокая — 18 тыс. рублей.
— Про стоимость готового решения пока говорить рано, мы щупаем рынок. Главное — запустить пилот и протестировать технологию на разных пациентах (пол, возраст, состояние здоровья). Такая выборка поможет выявить проблемы, которые мы, возможно, даже не видим. Благодаря этому мы сможем вывести наше решение на новый уровень, повысив степень автоматизации и надежность результатов.
Для реализации всех планов разработчикам требуется инвестиции — порядка 300 тыс. долларов. Большая часть денег уйдет на доработку продукта, найм высококвалифицированного персонала и инициализацию необходимой сертификации.
Глазкова уверена, что их исследования и решение — это огромный вклад в развитие превентивной медицины, которая, с одной стороны, позволит выявлять первые симптомы развивающегося заболевания и по возможности его предотвращать, а с другой — изменит отношение людей к системе здравоохранения.
— Сейчас все медицинские устройства в кардиологии вселяют страх и ужас. Я хочу это изменить. Мне бы хотелось сделать стильный, эргономичный прибор, который бы служил сигналом не того, что человек чем-то болен, а того, что человек осознанный, прогрессивный и заботящийся о своем здоровье. Мне бы хотелось, чтобы человек будущего занимался своим здоровьем, а не откладывал на последний момент, когда уже ничего нельзя сделать. Сейчас много компаний работают в этом направлении, и мы хотим быть частью этого движения, — резюмирует Наталья.
