Взяться за позвоночник по-научному. Выявить сколиоз можно будет с помощью смартфона
Пермские учёные разработали уникальную технологию, которая позволит диагностировать сколиоз с помощью смартфона, не выходя из дома. При этом точность заключения будет достигать 85%. Достаточно скачать на телефон приложение и загрузить в него фото или видео спины. В чём секрет нового метода? Как родилась идея, и кто стоит за изобретением? Об этом – в материале сайта perm.aif.ru.
«В три года починил розетку»
Многих родителей и школьников интересует вопрос о том, кто движет современную науку и приближает тот день, когда автомобили будут летать, а путешествия в космос станут делом обыденным. Учёными становятся только те, у кого в школе отличные оценки? А, может, нужно штудировать энциклопедии, как в детстве делал Илон Маск?
Главное, чтобы у ребёнка было желание изучать окружающий мир и создавать что-то новое, говорит Иван Шитоев – учёный ПНИПУ и один из разработчиков приложения для диагностики сколиоза.
«Я с самого детства мечтал быть учёным или хирургом. Любил экспериментировать, всё разбирать (к примеру, подаренные мне радиоуправляемые машинки), изучать, как что устроено. В три года я починил розетку. Мама работала учителем физики, потому вместо сказок у меня были учебники. Поначалу я учился плохо. Был победителем российских олимпиад и потому считал, что школа мне не нужна. В 10 классе вышли тройки по биологии (с ней я совсем не дружил) и английскому.
В 11 классе я выравнялся: закончил учебный год на пятёрки. Но золотую медаль не получил из-за отметок в 10 классе. После этого я взялся за голову. В вузах у меня средний балл всегда был 5.0. Оказалось, что и биология не так страшна, когда изучаешь её сам», – рассказывает ассистент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ Иван Шитоев.
После школы пермяк поступил сразу в два столичных вуза, в том числе МГУ. Но родной город он не покинул – не хотелось жить в общежитии. В Перми Иван Шитоев получил несколько высших образований. Учёба давалась легко. Параллельно занимался бизнесом (в том числе открыл два кафе) и социальными танцами – из ученика превратился в преодавателя.
«В классическом университете учился по специальности «нанотехнологии и микросистемная техника». Два года трудился на заводе. Как раз тогда понял, что работать на кого-то – это не моё, нужно открывать свой бизнес. Я отучился на материаловеда (ПГНИУ) и программиста (ПНИПУ). При этом меня всегда привлекали информационные технологии. Я поступил в Пермский Политех на IT. После магистратуры не знал, куда себя деть, кем и куда пойти работать. Как и в детстве меня очень привлекала медицина. Я поступил в Курчатовский институт (Москва) в аспирантуру, но опять же уезжать из Перми не хотелось. Здесь у меня уже были квартира и машина. Случайно я узнал, что в Политехе есть специальность «биомеханика» и поступил в аспирантуру по этому направлению», – говорит Иван Шитоев.
Во время обучения коллега познакомил молодого учёного с главой научно-медицинского центра, который специализируется в том числе на диагностике и лечении сколиоза у детей, проводит осмотры школьников в территориях края. Однажды Иван Шитоев присоединился к десанту медиков в ЗАТО Звёздный. Увидев компьютерно-оптический топограф, который используют специалисты, он сказал: «Всё это можно делать с помощью смартфона!». Глава центра не поверил в это.
«Мы поспорили. Я загорелся идеей доказать, что мою идею можно воплотить в жизнь. Мы с коллегами выиграли грант и стали разрабатывать систему по определению нарушения осанки с помощью смартфона. Это тема моей диссертации», – поясняет молодой учёный.
От идеи к изобретению
Над своим изобретением учёные ПНИПУ работали около четырёх лет. Пробовали разные подходы.
«Сначала мы пытались анализировать фото спины человека с помощью приобретённой нами нейросети, но поняли, что по двухмерному изображению она не способна определить искривление позвоночника в боковой проекции. Тогда мы перешли к фотограмметрии – технологии, которая позволяет создать на основе видео и фото 3D-модель объекта для дальнейшего анализа. Достаточно снять человека на камеру телефона с разных сторон и через приложение загрузить 30-секундный ролик на наш сервер. Далее строится 3D-модель спины, разработанный нами математический алгоритм анализирует определённые точки и делает вывод», – рассказывает Иван Шитоев.
Но было одно «но»: во время съёмки требовалось сидеть неподвижно, а это бывает сложно, особенно в случае с детьми. Поэтому учёные решили вернуться к варианту с анализом фото нейросетью, но на этот раз разработали её сами. Чтобы научить систему находить нужные для трёхмерной проекции точки на теле, использовали несколько тысяч снимков спин детей и взрослых.
В приложение, свёрстанное учёными, вшиты оба способа диагностики. Планируется, что к осени закончится тестирование. После этого приложение станет доступно для широкого круга пользователей. Подгрузив свои фото или видео, человек сможет получить результат через несколько минут. Все данные сразу поступают на сервер, шифруются, а потом удаляются. Так обеспечивают их безопасность.
«Сначала я занимался технологией из интереса, но потом появилась цель помочь людям. Осанку ребёнка по диспансеризации проверяют один-два раза в год. Но в период бурного роста негативные изменения могут происходить быстро. Мы предлагаем систему, с помощью которой можно проверять осанку хоть каждый день, не выходя из дома, бесплатно. Чем раньше родители узнают о проблеме, тем быстрее примут меры», – говорит Иван Шитоев.
Дальше – больше
На достигнутом учёные Политеха останавливаться не собираются.
«Телефон – это мощный инструмент в руках человека. Я хотел бы, чтоб с его помощью можно было делать скрининг-диагностику самых разных заболеваний. Для этого мы разработали масштабную электронную систему дистанционного мониторинга состояния здоровья. Пока она пилотируется в нескольких округах края, а хотелось бы к этому времени охватить весь регион», – рассказывает Иван Шитоев.
В системе уже около 10 приложений. Со временем в из числе будет и сервис для диагностики сколиоза.
«Отрасль IT-медицины достаточно специфическая и узкая. Очень интересно открывать что-то новое и созидать в этой области. Вообще, я всегда говорю: если к концу жизни не вошёл в учебники истории, то это была бесцельно прожитая жизнь», – говорит учёный ПНИПУ.