12 червня 2019 року в Інституті проблем штучного інтелекту МОН і НАН України відбувся науковий семінар на тему: «Розробка новітніх методів і програмно-комп’ютерних засобів на основі штучного інтелекту для діагностики неврологічних рухів людини та підтримки її нормальних станів», в якому взяли участь науковці Інституту вчені з Тернопільського національного технічного університету ім. Івана Пулюя (д.фіз.-мат.н., професор, завідувач кафедри програмної інженерії Петрик М.Р. та доцент кафедри програмної інженерії, к.тех.н. Михалик Д.М.).
Доповідь професора Петрика М.Р. «Комплексна гібридна модель та інтерактивний планшет для реєстрації і аналізу анормальних неврологічних рухів» була присвячена дослідженню однієї із актуальних проблем світової медицини і неврології – розробленню нових методів діагностики тремору. За даними ВООЗ, на сьогоднішній день понад 100 мільйонів людей планети, в переважній більшості люди у віці старше 50 років, страждають захворюваннями (хвороби Альцгеймера, Паркінсона та ін.), спричиненими розладами нервової системи, що супроводжуються вимушеним тремтінням кінцівок рук, повік очей та інших елементів людського тіла. На сьогоднішній день ще не повністю вивчені всі чинники, що конкретно спричинюють виникнення тремору та розлади нервової системи. Основними з них можуть бути різні генетичні відхилення, що передаються спадково, згубний вплив навколишнього середовища та антропогенних чинників, неякісне харчування, травми, спосіб життя та ін.
Сьогодні в провідних неврологічних центрах Європейського Союзу, зокрема Національному центрі неврології Франції, що займає лідируючі позиції в цій галузі, ведуться наукові розробки щодо пошуків ефективних засобів цифрового діагностування на основі штучного інтелекту та одночасно ефективних засобів комплексної терапії есенціального тремору, включаючи своєрідні методи адаптації пацієнтів без внутрішнього втручання.
Досягнення цих цілей потребує часу і ресурсів та інтеграції вчених багатьох країн. Низка європейських наукових програм уже на сьогоднішній день орієнтовані на ці цілі, зокрема Програми «Горизонт 2020» та «Горизонт Європа».
З урахуванням проведеного аналізу, співробітниками кафедри «Програмна інженерія» ТНТУ у співпраці з колективами французьких вчених Національного центру досліджень Франції CNRS, спеціалізованих лабораторій Університету П’єра та Марії Кюрі (Париж 6), Вищої школи промислової фізики і хімії Парижу ESPCI (Paris Tech), Інституту Головного та спинного мозку Парижу під керівництвом всесвітньо відомих вчених – професорів Марі Відає, Еманюель Аппартіз та Андре-П’єра Легранда розроблені методика і програмні засоби на основі мобільних платформ для цифрової діагностики цих видів неврологічних захворювань. Це дозволяє лікареві, що проводить діагностику, використовувати планшет з електронним пером для реєстрації цифрових зображень рухів пацієнта, що проходить певний тест. Дані тесту в режимі онлайн програмно, з допомогою розробленого додатку, обробляються на основі спеціально запропонованих методик обробки цифрових сигналів, що характеризують ступінь відхилень від траєкторій тестування кінцівки руки пацієнта. Результатом таких дій є високоточний діагноз, що встановлює реальний стан та необхідні показники захворюваності пацієнта.
Наступним кроком є створення новітніх засобів діагностики більш складніших форм цього критичного захворювання – анормальних неврологічних рухів (АНР). Це потребує більш системних методів і моделей діагностування на основі так званих гібридних методів інтегральних перетворень Фур’є, що враховують специфіку складних 3D-рухів. Шляхом багатокомпонентної декомпозиції така складна задача може зводитись до більш точного аналізу найкритичніших ділянок АНР.
Використання запропонованого спеціалізованого шолому діагностики АНР, який надіває на голову пацієнт в процесі проходження АНР-тесту, оснащеного EEГ-сенсорами, дає можливість визначити когнітивні впливи (EEГ-хвилі) основних нейровузлів кори головного мозку (КГМ) на ділянки АНР-трас. Подальші дослідження з використанням цієї АНР-моделі та запропонованих комп’ютерно-технічних засобів (планшет з елетронним пером, оснащений мікроакселерометром для 3D-реєстрації та АНР-шолом, оснащений EEГ-сенсорами), дає можливість системної ідентифікації кінетичних параметрів цифрових зображень для кожного елементу АНР-трас, встановивши їх відповідні кореляції з елементами когнітивних хвиль, що поступають від EEГ-сенсорів нейровузлів КГМ.
Володіючи такою інформацією, лікарі можуть назначати локальні точкові види терапії на мікрорівні в зоні тих виявлених критичних нейровузлів КГМ для того, щоб досягти необхідного зменшення амплітуд для всієї АНР-системи впродовж усього періоду руху.
В якості ефективного засобу такої точкової мікротерапії можна запропонувати шолом, розроблений командою Інституту проблем штучного інтелекту під керівництвом члена-кореспондента НАНУ, професора Шевченка Анатолія Івановича. Саме об’єднання в одному шоломі функції діагностики і точкової мікронейротерапії дасть можливість в реальному часі здійснювати комплексну діагностику і точкову терапію, забезпечуючи дієвий зворотній зв’язок (feed back).
Своїми науковими досягненнями поділилися науковці ІПШІ. Вони продемонстрували інтелектуальний шолом, який використовується для релаксації людини, яка перед цим була в екстремальних умовах.
Результатом роботи є угода про подальшу співпрацю над спільним науковим проектом, яку уклали між Інститутом проблем штучного інтелекту МОН і НАН України та Тернопільським національним технічним університетом ім. Івана Пулюя.
