Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали «цифровой биомаркер», который будет использовать встроенную камеру смартфона для обнаружения диабета 2 типа, потенциально обеспечивая недорогую альтернативу домашним тестам, анализам крови и инструментам скрининга на базе поликлиник. Исследование опубликовано 17 августа 2020 г. в журнале “Nature”.
Глобальное бремя диабета стремительно растет – с 451 миллиона человек в 2019 году до 693 миллионов к 2045 году. Коварное начало диабета 2 типа задерживает диагностику и увеличивает заболеваемость. Диабет 2 типа повышает риск заболеваний, поражающих почти все системы органов, включая ишемическую болезнь сердца, почечную недостаточность, слепоту и инсульт. В условиях текущей пандемии также было обнаружено, что он увеличивает риск серьезных осложнений при COVID-19.
Тем не менее, половина людей с диабетом не знают о своем диагнозе и риске для своего здоровья.
«Возможность обнаружить такое состояние, как диабет, которое имеет так много серьезных последствий для здоровья, с помощью безболезненного теста на смартфоне, открывает много возможностей», – сказал соавтор исследования Джеффри Х. Тисон, доктор медицины, магистр здравоохранения, доцент кафедры кардиологии. «Идея заключается в создании такого инструмента, который поможет в выявлении людей с повышенным риском диабета, что в конечном итоге поможет снизить распространенность недиагностированного диабета».
По словам исследователей, инструменты скрининга, которые можно легко развернуть с использованием технологий, уже содержащихся в смартфонах, могут быстро повысить способность выявлять диабет.
Хотя сахарный диабет сам по себе является седьмой по величине причиной смерти в мире, по данным Всемирной организации здравоохранения, он также значительно повышает риск сердечных заболеваний, которые являются основной причиной смерти во всем мире. По оценкам Центров США по контролю и профилактике заболеваний, люди с диабетом 2 типа в два раза чаще умирают от сердечных заболеваний, чем люди, не страдающие диабетом.
«Диабет может протекать бессимптомно в течение длительного периода времени, что затрудняет его диагностику», – сказал ведущий автор исследования Роберт Аврам, доктор медицинских наук, клинический инструктор по кардиологии. «На сегодняшний день не хватает неинвазивных и широко масштабируемых инструментов для обнаружения диабета, что побудило нас разработать этот алгоритм».
При разработке биомаркера исследователи выдвинули гипотезу о том, что камеру смартфона можно использовать для обнаружения повреждения сосудов, вызванного диабетом, путем измерения сигналов, называемых фотоплетизмографией (ФПГ). Исследователи использовали фонарик телефона и камеру для измерения ФПГ, фиксируя изменения цвета кончика пальца, соответствующие каждому удару сердца.
Исследователи получили почти 3 миллиона записей ФПГ от 53 870 пациентов в исследовании “Health eHeart”, которые использовали приложение “Azumio Instant Heart Rate” на iPhone и сообщили, что у них был диагностирован диабет. Эти данные использовались как для разработки, так и для проверки алгоритма глубокого обучения для выявления наличия диабета с использованием измеренных смартфоном сигналов ФПГ.
В целом алгоритм правильно определил наличие диабета у 81% пациентов в двух отдельных наборах данных. Когда алгоритм был протестирован на дополнительном наборе данных пациентов, поступивших из очных клиник, он правильно идентифицировал 82% пациентов с диабетом.
Среди пациентов, у которых, по прогнозам алгоритма, не было диабета, от 92% до 97% действительно не болели этим заболеванием. Когда прогноз, полученный из ФПГ, был объединен с другой информацией о пациенте, такой как возраст, пол, индекс массы тела и раса / этническая принадлежность, диагностические характеристики улучшились еще больше.
Авторы заявили, что на этом уровне прогностической эффективности алгоритм может выполнять ту же роль, что и другие широко распространенные инструменты скрининга заболеваний, чтобы охватить гораздо более широкую группу людей с последующим подтверждением врачом диагноза диабета и планом лечения.
«Мы продемонстрировали, что производительность алгоритма сопоставима с другими широко используемыми тестами, такими как маммография при раке груди или цитология шейки матки при раке шейки матки, а его безболезненность делает его привлекательным для повторного тестирования», – сказал автор исследования Джеффри Олджин, доктор медицины, UCSF Health, кардиолог, профессор и руководитель отделения кардиологии UCSF. «Такой широко доступный инструмент на базе смартфонов, как этот, можно использовать для выявления и поощрения людей с повышенным риском заболевания диабетом обращаться за медицинской помощью и пройти недорогой подтверждающий тест».
Авторы рекомендуют дальнейшие исследования для определения эффективности этого подхода для конкретных клинических применений, таких как скрининг или терапевтический мониторинг.
Источник: Avram, R., Olgin, J.E., Kuhar, P. et al. A digital biomarker of diabetes from smartphone-based vascular signals. Nat Med (2020). doi.org/10.1038/s41591-020-1010-5
Образование:
1) Факультет русской филологии МГОУ (бакалавриат).
2) Факультет журналистики МПГУ (магистратура).
Главный автор статей на mednews.press