«Риск инсульта» в смартфоне: как работает приложение программистов из «Никак»

Сергей Билан — бэкенд-программист в «Никак». Закончил ИТМО, факультет информационных технологий и программирования. Четвертый год работает бэкенд-программистом в разных компаниях (аутсорс, финтех, гэмблинг и так далее). В основном пишет код на NodeJS и GO, но так как задача на хакатоне стояла разработать систему с использованием алгоритмов машинного обучения, то в этом проекте использовал Python. До участия в хакатоне-2019 один раз участвовал в подобном мероприятие — FintechCup 2017. Там его команда также победила в одном из направлений.

Сергей Овсеенко — разработчик мобильных приложений, создал несколько коммерческих проектов по изучению иностранных языков (испанского и английского). В десятом классе увлекался робототехникой. Собрал небольшого робота, который мог ездить по плоскости и делать что-то рукой-манипулятором. У него тогда был iPod touch, и он решил написать для него программу, с помощью которой можно было бы управлять роботом. Так он попал в мобильные приложения.

Даниал Сиддики занимается дизайном интерфейсов, с которыми начал участвовать в конкурсах и хакатонах. Постепенно стал в них выигрывать. Параллельно поработал в Cuberto, Skyeng, Сбербанке и Mirror AI. Последний проект, который он сделал с двумя друзьями, ArtWalls — коллекции картин, которые можно поставить на обои телефона. Там есть в том числе ожившие картины. За два месяца приложение скачали более 50 тыс. раз без затрат на рекламу.

Погружение в медицину и поиск решений

В сентябре 2019 года на хакатоне «ВКонтакте» группа программистов представила совместную разработку — мобильное приложение для диагностики предрасположенности к инсульту. Для них это был не первый конкурс — участники команды «Никак» познакомились на предыдущих хакатонах «ВКонтакте» и перед началом очередного мероприятия решили объединить свои усилия.

Перед тем, как начать работать, распределили между собой «зоны ответственности» в соответствии с профессиональными навыками.

«Идея появилась, когда мы обсуждали список направлений и задачи хакатона. Были и другие варианты, но мы всей командой посовещались и поняли, что хотим решать именно проблему инсульта», — объясняет Даниал свой выбор. Молодые люди подумали, что создание инструмента для помощи в диагностике и профилактике одной из самых распространенных медицинских проблем не просто продемонстрирует их профессиональные навыки, но и будет социально значимым.

За неделю до конкурса Даниал начал общаться со студентами-медиками и врачами, чтобы получить подробную и профессиональную информацию по инсульту. Прежде всего надо было собрать актуальные сведения по факторам риска и их значимости в развитии заболеваний. Далее нужно было понять, каким образом с помощью компьютерных алгоритмов можно выявить эти факторы и определить степень их выраженности. Времени на подготовку было мало, поэтому по некоторым вопросам медики консультировали создателей в мессенджерах даже на самом хакатоне.

Инсульт — острое нарушение мозгового кровообращения. Бывает ишемическим (вызван сужением или закупоркой артерий, питающих мозг) и геморрагическим (случается при разрыве артерий). Основными факторами риска врачи называют:

• возраст (после 55 лет вероятность увеличивается вдвое каждое десятилетие);
• пол (у мужчин примерно на 30% чаще, чем у женщин, однако после 65 лет эта разница нивелируется);
• высокое давление (если верхняя цифра постоянно выше 140 или нижняя выше 90);
• заболевания сердца и сосудов (например, ишемическая болезнь сердца увеличивает риск в два раза, а артериальная гипертония — в 3-4 раза);
• неправильное питание;
• малоподвижный образ жизни (увеличивает риск в 1,5-2 раза);
• курение (вероятность выше в 2,5 раза) и злоупотребление алкоголем;
• регулярный прием препаратов, разжижающих кровь, или психостимуляторов;
• инсульт у ближайших родственников;
• сахарный диабет (увеличивает риск в три раза у мужчин и в пять раз у женщин), нарушение липидного обмена;
• стресс.

«Главная сложность — максимально точно определить предрасположенность к заболеванию», — объясняет Даниал. Для этого молодые люди собрали информацию о критериях, по которым человек относится к группе риска. Из них они отобрали семь факторов: пол, возраст, вес, инсульт у близкого родственника, курение, пульс, низкая активность.

Следующим шагом стало написание алгоритмов, которые сводили бы все факторы воедино и определяли уровень риска. К этому создатели добавили игровую составляющую. По их задумке, приложение должно было стимулировать пользователя не просто обратиться за консультацией к врачу, но и изменить образ жизни, чтобы по возможности уменьшить риски в дальнейшем. Для этого ввели элемент игры, стимулирующий проходить в день определенное количество шагов. За это полагалась небольшая денежная сумма — 100 рублей.

После загрузки на телефон (начиная с iPhone 6 — «Хайтек») приложение предлагает пользователю заполнить анкету, где указываются рост, вес, возраст, пол, курит ли человек, есть ли у него родственники, перенесшие инсульт. Затем по камере и отпечатку пальца приложение определяет пульс, на основании чего делает прогноз о возможных нарушениях в работе сердечно-сосудистой системы. Снимок селфи дополнительно диагностирует частоту курения по оттенку зубов, а по сетчатке глаз и цвету кожи — гипертензию (повышение артериального давления). Известно, что курение приводит к изменению оттенка зубов — на них появляется желтый налет, и программа на основании этого рассчитывает примерную частоту курения. Повышенное давление, в свою очередь, приводит к увеличению капилляров, из-за чего кожа и сетчатка глаз краснеют. Программа определяет эти изменения и маркирует их как потенциально тревожный симптом.

Для профилактики инсульта врачи рекомендуют вести здоровый образ жизни: бросить курить, сократить употребление алкоголя, есть меньше сладкого, жирной пищи и красного мяса. В рационе должны преобладать фрукты, овощи, орехи, постное мясо и рыба. Нужно следить за своим весом: если индекс массы тела (масса в килограммах поделить на рост в сантиметрах в квадрате) выше 25 единиц, человек попадает в группу риска. Необходима регулярная физическая нагрузка. Лучше всего ходить пешком, плавать, заниматься йогой или кататься на велосипеде. Также рекомендуется хотя бы раз в год сдавать анализы на уровень глюкозы и холестерина, делать ЭКГ, после 40 лет — УЗИ сердца и сосудов, МРТ головного мозга. Людям, склонным к гипертонии, врачи советуют регулярно измерять давление и вести дневник. Если цифры поднимаются выше 140/90, нужно обратиться к врачу, чтобы тот подобрал курс лечения. Также по возможности надо избегать стрессов и высыпаться. При этом надо понимать, что полностью исключить вероятность инсульта невозможно — болезнь может поразить даже молодых людей, ведущих здоровый образ жизни. Но соблюдение этих рекомендаций снижает риск заболевания.

Наконец, приложение «Шаги», которое тоже входит в «Риск инсульта», отражает ежедневную активность и стимулирует ходить пешком. «У того человека, который не прошел 10 000 шагов в определенный день, списывается 100 рублей с его карты. Эти деньги хранятся в “банке” компании. Когда другой пользователь выполняет цель, 100 рублей из “банка” уходят на счет благотворительного фонда ОРБИ. “Банк” — это детали, которые нужно продумать в юридическом плане. На хакатоне мы лишь выдвигали такую идею», — рассказывает Даниал.

Чтобы прогноз был максимально точным, создатели «Никак»использовали нейронные сети из библиотеки Github и открытые нейронные сети от IBM. По их мнению, приложение достаточно хорошо определяет риск, сопоставляя комплекс факторов.

Не заменяет поход ко врачу, но помогает следить за здоровьем

По словам Даниала, их потенциальные клиенты — обычные люди от 25 лет, которые заботятся о своем здоровье.Создатели, в свою очередь, постарались сделать приложение максимально понятным, чтобы им могли пользоваться люди всех возрастов, в том числе пожилые.

Медики отмечают, что в последние годы инсульт «молодеет». Он встречается даже у детей: в 2016 году было зафиксировано 84 случая у пациентов до 17 лет. Число заболевших в возрасте 20–59 лет составляет примерно 20% всех зарегистрированных случаев. При этом частота инсультов у людей в возрасте 15–45 лет за последние годы выросла примерно на 30%. После 55 лет риск инсульта каждые десять лет увеличивается вдвое (по другим данным — втрое). При этом чаще всего инсульты случаются у людей, занимавшихся умственным трудом (40% от общего количества случаев). Работники физического труда составляют 33% заболевших. Больше всего шанс избежать заболевания у тех, кто совмещал умственный и физический труд (27%). Средняя смертность от инсульта — три человека на 1 000 случаев. По данным Минздрава, в 2017 году в России инсультом заболели 428 тыс. человек. Это самый высокий показатель с 2008 года. При этом умерли от инсульта в 2017 году 136,4 тыс. человек.

Особенно полезно приложение тем, кто имеет генетическую предрасположенность к инсульту или сопутствующие медицинские проблемы. Своевременное выявление опасности может сохранить таким людям здоровье и даже жизнь.

Создатели подчеркивают — их приложение не может заменить консультацию врача и медицинский осмотр. К тому же ряд факторов риска — сахарный диабет, уровень «плохого» холестерина, злоупотребление алкоголем, неправильное питание — при разработке приложения остались за кадром. Поэтому «Риск инсульта» помогает лишь мониторить состояние здоровья и при обнаружении проблем обратиться к врачу. Также приложение стимулирует вести здоровый образ жизни и быть активным. «Часть, связанная с отслеживанием питания, большая. Мы решили сосредоточиться на выявлении риска по анкете, лицу, количеству шагов и пульсу», — объясняет Даниал.

На рынке уже существует приложение, помогающее выявить риск инсульта у пользователя — «Рискометр инсульта», разработанный в Новой Зеландии. Оно доступно в App Store и Google Play и работает по принципу анкеты. Пользователю нужно ответить на 20 вопросов, и программа рассчитает вероятность инсульта. Приложение существует в двух версиях — платной и бесплатной. В платной версии пользователю, кроме прогноза, выдадут рекомендации по предотвращению инсульта, а также покажут фильмы о том, как распознать приступ на начальной стадии. Базовая версия «Рискометра инсульта» была одобрена Всемирной организацией по борьбе с инсультом и Всемирной федерацией кардиологов.

Проект занял первое место в номинации «Благотворительность» и получил приз 100 тыс. рублей. Вся работа над проектом шла только в рамках хакатона, поэтому никаких вложений не потребовала.

После завершения конкурса молодые люди временно приостановили работу над проектом. Но полностью бросать приложение не собираются. Сейчас обсуждается сотрудничество с App Store и ОРБИ. Также, по планам создателей приложения, часть функционала можно будет интегрировать с социальными сетями. Например, «ВКонтакте» сможет анализировать загруженные селфи и ленту и давать на их основе рекомендации. Если алгоритм заметит, что пользователь часто курит, ему посоветуют вступить в сообщество тех, кто бросает курить. Разработчики надеются, что их приложение поможет снизить случаи инсультов и заставит людей обратить внимание на свое здоровье.