Как ИИ помог усовершенствовать УЗИ сердца?

По данным исследования Всемирного банка, в развивающихся странах сердечно-сосудистые заболевания уносят жизни 65% людей. В 2025 году этот показатель может достичь 75%, отмечают аналитики. В Казахстане такие заболевания также являются одной из основных причин смерти. Дастан Мухамедиев решил усовершенствовать процесс диагностики пациентов, разработав с помощью ИИ интеллектуальную платформу для УЗИ сердца – Ai CARD. В беседе с корреспондентом центра деловой информации Kapital.kz он рассказал, как работает приложение, каким образом планируют монетизировать проект и как будут масштабировать технологию.

Коммуникация с топовыми кардиохирургами

Образование Дастана Мухамедиева не связано с медициной. В 2015 году он окончил Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина по специальности «Экономист», а после работал в нацкомпаниях и частном секторе. В 2022-м начал увлекаться IT и нарабатывать соответствующие навыки.

«Это направление в пандемийные годы активно набирало обороты. Через знакомых познакомился с опытными IT-разработчиками Абаем Шириновым и Нурбахытом Акылбековым, и мы основали компанию по разработке программного обеспечения. Постепенно стали выходить в прибыль, но мне всегда хотелось реализовать социально значимый проект, поэтому я начал анализировать медицинскую сферу. Для меня было важно, чтобы наши разработки помогали спасать жизни», — вспоминает стартапер.

В поисках идеи летом 2024 года он стал «прощупывать» рынок, посещать больницы и узнавать у врачей – какой проект помог бы им в диагностике и лечении заболеваний.

«Я делился с врачами идеями по разработке решения по компьютерному зрению. Тогда мой фокус был направлен на выявление сложно диагностируемых заболеваний, которые можно было бы выявить через КТ, МРТ, флюорографию. Но получилось так, что меня познакомили с кардиоспециалистами из Национального научного кардиохирургического центра. Они сообщили, что в Казахстане высокий уровень смертности из-за сердечно-сосудистых заболеваний. И если будет разработан проект в этой области, он поможет огромному количеству людей спасти жизнь. Врачи вдохновили меня, и я решил «двигаться» в этом направлении», — рассказывает собеседник.

Дастана так вдохновила эта идея, что он стал работать над проектом по диагностике сердца и тем же летом представил его в Astana Hub в рамках акселерационной программы AI’preneurs. Для участия в этой программе заявки подали более 500 человек, а прошли в финальный отбор всего 10 проектов. Как раз эта программа и помогла стартаперу найти партнёра, который был специалистом по искусственному интеллекту (ML-инженер) — Шайгазы Мухтарова. К проекту «подключились» ещё два кофаундера: Нурбахыт Акылбеков и Абай Ширинов.

«Разметка как трафарет наложена на изображение сердца»

Технология, которую разработали стартаперы, помогает более эффективно провести УЗИ сердца. Ведь именно качественно сделанные замеры важны для правильной интерпретации и постановки диагноза. Если же они сделаны неверно, то и диагноз будет ошибочным. Собеседник отмечает, важно, чтобы врач-узист наводил датчик под правильным углом, малейшее отклонение может дезинформировать.

«Например, для ребёнка в возрасте 15-18 лет размер левого желудочка должен составлять 35-57 мм, а диаметр аорты от 15 до 24 мм. Если же у пациента будет отклонение какого-то из показателей от нормы, условно, на 5-10 мм, можно сделать вывод о наличии определенной патологии. То есть, если врач зафиксирует свою руку с датчиком при проведении УЗИ не под правильным углом, то он может не заметить этих отклонений. В последующем на основе неправильных замеров будет поставлен и неверный диагноз. Конечно, у каждого узиста в процессе работы формируется мышечная память, но этот навык он приобретает только с опытом. Сердце достаточно сложно поддается диагностике, это «живой» орган и всегда находится в движении, в отличие, например, от печени, почек и других органов», — подчеркивает Дастан.

Чтобы решить проблему некорректного обследования сердца при проведении УЗИ, стартаперы разработали специальное приложение.

«Его можно установить на компьютер, подсоединив к нему шнур от УЗИ-аппарата. Таким образом, мы захватываем изображение с аппарата и транслируем его на компьютер. При проведении замеров параметров сердца врач-узист может видеть на компьютере не только изображение сердца с УЗИ-аппарата, но и разметку, которая помогает ему делать замеры под правильным углом. Такая разметка как трафарет наложена поверх фактического изображения сердца. Это своего рода «подсказки» для врача, как ему правильно разместить датчик и вывести идеальную позицию», — отмечает основатель стартапа.

Как только врач фиксирует руку на определенном участке сердца пациента, попав в разметку, он нажимает кнопку «проверить». С помощью приложения делается скриншот экрана с изображением сердца, и этот снимок отправляется на сервер. На сервере с помощью искусственного интеллекта данное изображение сопоставляется с эталонным из имеющейся базы, и отображается процент точности. Если процент совпадения составляет от 90% и выше — загорается зелёная лампочка. Это сигнализирует о том, что врач может начинать делать замеры параметров сердца. Если же процент совпадения менее 90%, то появляется уведомление о том, что врачу нужно скорректировать положение датчика, переместив руку, например, правее или левее. Пока врач не выведет идеальную позицию, будет гореть красный огонек и приложение не позволит производить замеры.

Формирование базы фото и кинопетель сердца

Базу изображений с «эталонными сердцами» стартаперы формировали несколько месяцев и продолжают это делать. Чем обширнее такая база, тем более точным будет искусственный интеллект. Для формирования базы даже «подключили» врачей из Национального научного кардиохирургического центра и городских больниц Астаны.

«Совместно с кардиоспециалистами из этих учреждений мы создали рабочую группу и ежедневно проводим встречи. Они нам и помогают собирать эталонную базу. Снимки «сердца» могут быть как в формате фото, так и в формате кинопетли — трёхсекундных видеокадров», — поясняет Дастан.

Сердце каждого человека «имеет определенную специфику» в зависимости от его телосложения, пола.

«Поэтому, чтобы подобрать «эталонное сердце» из базы, врач перед тем, как начать диагностику УЗИ, должен внести в систему вводные данные. Например, мужчина, гиперстенический (ширококостный). Напомню, есть ещё такие типы строения тела: нормостеники и астеники. Эта опция помогает подобрать «трафареты» сердца более точно. Пока у нас «настроены» только два критерия, но в ближайший месяц мы их расширим. Для тестовой разработки и проведения пилотных испытаний этих двух критериев вполне достаточно», — рассказывает собеседник.

Со временем база изображений и кинопетель сердца будет расти. Это поможет команде запустить самообучаемый искусственный интеллект.

«Наращивание такой базы – это очень кропотливый труд. Для типажа одного человека необходимо «собрать» минимум 5 тыс. изображений сердца. После обучения модели искусственного интеллекта ИИ уже с точностью до 90-97% сможет определять, насколько правильно врач установил УЗИ-датчик. К этому придём, нужны время, ресурсы и инвестиции. База будет пополняться, если мы внедрим своё приложение в сотнях больниц Казахстана и будем собирать данные», — подчеркивает Дастан.

Госгрант на масштабирование проекта в Казахстане

MVP-версию продукта (тестовая версия приложения для получения обратной связи и формирования гипотез) команда разработала в ноябре 2024 года.

«В этом же месяце мы запустили «пилот» в одной из больниц Астаны, а в начале февраля 2025 года – в Национальном научном кардиохирургическом центре столицы. По итогам тестовых испытаний мы получили положительный отклик от руководства больницы и кардиоцентра», — уточняет собеседник.

Команде важно было получить именно этот отзыв для дальнейшего продвижения своего проекта по всему Казахстану. Стартаперы планируют подавать заявку на грант в партнёрстве с кардиоцентром. Средства направят на доработку функционала приложения: «дообучат» искусственный интеллект, а также начнут внедрять приложения в больницах страны.

«У нас есть шанс получить грант до 300 млн тенге на три года. Также из полученных средств хотим закупить компьютеры и разместить их в больницах, так как не все учреждения могут выделить хороший компьютер для нашего приложения. При этом на переговорах с больницами, не скрою, что многие медучреждения отнеслись к нашей разработке скептически – им сложно признать, что у них могут работать неквалифицированные, неопытные врачи», — рассказывает Дастан.

Основной бизнес «подпитывал» инвестиции

«Живых» денег для первоначальных инвестиций в проект по диагностике УЗИ сердца не было, отмечает его сооснователь. Реализация идеи подпитывалась за счёт деятельности основного бизнеса Дастана и его партнёров.

«Если считать по трудовым часам, которые наша команда потратила на его проработку — это порядка 15-20 млн тенге. Процесс разработки занял четыре месяца, не учитывая времени на консультации с врачами», — отмечает собеседник.

Монетизации помогут грант и ФСМС

Внедрять приложение разработчики планируют в поликлиниках районных центров, селах, регионах. Именно там, уточняет стартапер, острый дефицит врачей, тем более высококвалифицированных узистов и кардиологов.

«Например, у поликлиник нет отдельного бюджета на приобретение таких разработок. Тем более они покупают товары, услуги, медикаменты через госзакупки, это усложняет процесс внедрения приложения», — отмечает собеседник.

С представителями Национального научного центра развития здравоохранения имени Салидат Каирбековой стартаперам удалось познакомиться на акселерационной программе Astana Hub.

«Учитывая, что подписка на наше приложение больницам будет обходиться от 500 до 700 долларов в месяц, монетизировать проект будет достаточно сложно. Чтобы решить данный вопрос, представители этого центра посоветовали «довести» приложение до определенных стандартов, доказать, что наш проект полезен для общества и подать заявку в их центр. Если мы сможем попасть в реестр центра, у нас появится шанс заключить прямой договор с Фондом социального медстрахования. И тогда фонд будет перечислять нам определенную сумму за использование нашего приложения всеми казахстанскими клиниками», — отмечает Дастан.

Американский аналог купил General Electric

Стартапер подчеркивает, на казахстанском рынке «нет аналогов» его проекта.

«Два года назад похожий проект по диагностике сердца реализовывал американский стартап , а после он продал свою технологию General Electric. Отличие нашего проекта от американского – у нас есть элементы телемедицины, что даёт возможность высококвалифицированным врачам подключиться к УЗИ-аппарату удалённо, находясь в любой точке мира. Например, кардиолог может находиться в США, а УЗИ могут проводить в селе Костанайской области. Таким образом, более квалифицированный специалист может помочь менее опытному коллеге удалённо», — рассказывает собеседник.

Привлекать инвестиции в MedTech стартапам «достаточно сложно», ведь окупаются вложения намного дольше, чем в других проектах.

«Можно сказать, что для стартапов медицинского направления потребуется в два раза больше инвестиций и времени на достижение определенных параметров по разработке. И зачастую заинтересовать инвесторов вложиться в такой проект очень сложно», — отмечает Дастан.

Масштабирование в странах MENA

Для развития проекта команде требуется минимум 200 тыс. долларов. Если удастся их привлечь, стартаперы планируют направить деньги на покупку мощностей для обучения искусственного интеллекта.

«Для развития ИИ необходимо брать в аренду облачные вычислительные мощности, а это очень дорого», — отмечает собеседник.

Как только технология по диагностике сердца будет внедрена и апробирована в Казахстане, сформируется база данных для обучения искусственного интеллекта, проект планируют масштабировать на других рынках. На этот этап стартаперы закладывают два года. После они намерены развивать проект в странах MENA, Юго-Восточной Азии и Африке. Именно в этих локациях низкий доступ к высококвалифицированному медперсоналу.

«Мы хотим, чтобы наша технология стала надежным помощником врачей, помогая им быстрее и точнее проводить диагностику, снижая риск ошибок и улучшая качество медицинской помощи. Казахстан – лишь первый шаг. Верим, что наше решение сможет принести пользу во всем мире, особенно в регионах, где доступ к квалифицированной медпомощи ограничен», — резюмировал собеседник.