Една дълго подценявана технология, узряла в днешния ден, може да спаси животите на много хора.
Понякога, в света на бурно развиващите се технологии, историите лъкатушат между голямата мечта и нереалното. Но много са аргументите, които показват, че тук се крие един огромен, неочакван пробив. Чрез малки промени в температурата на определени зони на тялото, уловени от термокамера и обработени с помощта на изкуствен интелект, могат да бъдат предсказани редица здравословни проблеми. Начинанието развива българският стартъп Kelvin Health.
Георги Къдрев е специалист по информационни технологии, отдавна се занимава и с предприемачество. Дълги години развива проекта Imagga, който неусетно се превръща в компания, технологичен лидер в разпознаването на изображения.
Пътят на Kelvin Health започва в първите дни на пандемията. Екипът е изправен пред предизвикателството да обработва изображения, показващи температурата на човешкото тяло в опит моментално да се разпознава ковид инфекция. Докато постепенно се оказва, че този метод, приеман едва ли не за алтернативен, може да се превърне в пробив за медицината. В технология, която да влезе във всеки дом и да спасява животи. Медицински директор на начинанието е известният сърдечносъдов специалист проф. Иво Петров.
Може ли термалната диагностика да се превърне в революция в медицината? Кои заболявания ще бъдат диагностицирани с новата технология? Може ли изкуственият интелект да удължи живота ни? Какво е за един стартъп да се превърне в еднорог, но не с пазарна оценка от милиард долара, а заради… милиард спасени човешки животи?
– Как работи термографията? И как може да ни помага рано да улавяме болести?
– Тя се базира на факта, че тялото е по-топло там, където има повече кръв и обратното. Има сравнително малък брой причини, които влияят на локалното кръвообращение. Най-често причината за затопляне е възпаление – към мястото се насочва повече кръв, хранителни вещества и клетки на имунитета. Това, което ние усещаме при възпаление – затопляне, дискомфорт или болка, се дължи на повишеното кръвоснабдяване. Друга причина е наличието на туморни клетки – те се хранят и също „придърпват“ повече кръв.
Ако дадена зона е по-студена от обичайното, причината много често е запушване или стесняване на кръвоносен съд. Или пък спазъм – например, сам го наблюдавах, точно три седмици след началото на проекта, имах малка песъчинка в бъбрека и
не можаха да ме диагностицират. Докато на термоснимките спазъмът се виждаше много ясно!
Основният ни фокус в последните две години е да използваме изображенията, за да намираме запушване или стесняване на кръвоносен съд, което се случва при артерии на ръцете и най-вече – на краката. Това много често води до тежки усложнения като загуба на крайник.
Освен това може да е знак за бъдещ инфаркт или инсулт.
В същото време има много малко бързи и достъпни методи, които прецизно да го покажат достатъчно рано и рядко се стига навреме до съдов специалист.
снимки: Личен архив
– Дълги години с екипа ти се занимавате с разпознаване на изображения. Как се насочихте към здравеопазването?
– От 2012 г. в Imagga работим по анализ на снимки с ИИ, наложихме се като пионер. В началото на пандемията, на 19 март 2020 г., с нас се свързаха един млад предприемач и учен в сферата на медицината. Казаха ни, че искат да разработят приложение, което с термокамера на мобилния телефон да разпознава ковид. Беше в периода, когато никой не знаеше какво трябва да се прави, а всеки искаше да помогне.
Идеята да се прави тест за ковид отпадна много бързо, защото нямаше как да получим достъп до пациентите, при тях се влизаше със скафандри. Но пък концепцията ни се стори много интересна, купихме няколко термокамери, започнахме да раздаваме на приятели, които имат ковид инфекция и да наблюдаваме. Оказа се, че наистина се виждат интересни неща. Самата концепция за превантивна медицина бързо ни спечели.
Имаш някакво състояние – остро или хронично, можеш да наблюдаваш и да виждаш промените, преди да ги усетиш. Тялото ни често маскира симптомите, докато не станат толкова трудни за прикриване, че излизат на повърхността. От битова гледна точка това е добре, но така проблемите остават незабелязани, докато не стигнат напреднал стадий.
Постепенно се убедихме, че тази технология има огромни възможности и се концентрирахме върху нея.
– Освен за стеснени кръвоносни съдове, технологията ви се прилага и за ранно откриване на рак на гърдата. Как се насочихте точно към тези състояния?
– Заради трудния достъп до пациенти влязохме в една браншова организация – Български клъстер за дигитални решения и иновации в здравеопазването, в която се запознахме с „Новартис Онколоджи“ и те проявиха интерес как методът може да се прилага за рак на гърда. Оказа се, че това е една от най-перспективните области, тъй като, когато има туморни клетки, те растат и се хранят по-агресивно и това увеличава кръвоснабдяването.
В тази област един от стандартите е мамографът, но той се използва за по-възрастни жени, плътността на тъканта трябва да е по-ниска, за да работи акуратно. Затова стигнахме до извода, че термомедицината може да е много полезна за ранен скрининг.
По чисто административни причини мина 1,5 г. до момента, когато официално се сключи изследователска колаборация. Заради това тепърва започваме със заснемането на пациенти и обучаването на алгоритми в тази област.
– Как привлякохте в екипа лекар и изследовател като проф. Иво Петров?
– Запознахме се през септември 2021 г. Освен кардиолог, той е и съдов специалист, фокусиран върху различни щадящи процедури за възстановяване на кръвоснабдяването – не да режем крайника, а да правим всичко възможно да разбием тромба, да разширим стеснението. Отначало той се отнесе малко по-консервативно, но прие идеята с отворено съзнание и започнаха профилактично да заснемат пациенти, които идват с оплаквания.
В един момент
той и екипът му станаха дори по-ентусиазирани от нас, започнаха да виждат колко ясно чрез този подход се открива проблем,
става ясно къде е проблемната зона, колко е тежко запушването. Вече сме заснели над 820 пациенти и продължаваме да добавяме между 3 и 10 всеки ден. Подготвяме се за клинично проучване на вече обучения алгоритъм, но приложен за анализ на непознати пациенти, включително от различни етноси. Планираме да се случи както в Европа, така и в САЩ, ще очакваме разрешения от EMA и FDA. Така ще докажем диагностичната стойност на метода. Самият начин, по-който обработваме термосигнала и го визуализираме, се оказва доста удобен за специалистите.
Проф. Иво Петров провежда изследванията
– С какво се отличава вашият метод?
– В дългосрочен план – с голямата ни експертиза в анализа на снимки с изкуствен интелект. Освен това правим добра сегментация на образа, разделяме фон от обект, фокусираме там, където е нужно. Така с доста базов хардуер може да се види много детайлна моментна снимка на кръвообращението.
Самият ни софтуер също е много удобен. Има и други подобни програми, но те обикновено изискват доста скъпи термокамери – между $5000 и $20 000. Ние използваме „джобни“ камери за 400 долара.
Нещо повече – в напреднали разговори сме с българска фирма, много силна в производството на термо хардуер, и има перспектива да разработим собствена камера.
Нашата концепция е заснемане на температурата на различни части от тялото, анализ какво е нормално, какви са отклоненията и за какво говорят.
Това е много важно, за да се позволи много по-широкото приложение – да не е нужен човек, обучен да разчита, а да го прави софтуерът.
В един момент искаме да се превърне в нещо, което да имаш като термометър вкъщи. Но много по-съвършено – да следи състоянието и промените и при нужда да сигнализира на личния и/или лекуващия лекар.
– Тогава ще можем да си правим смислени селфита, макар и не с телефон, а с термокамера… Такъв тип технологии има на всяко летище, промяната в температурата е очевиден симптом, който е познат, откакто има медицина. Защо науката до момента не се е насочила по-активно в тази посока? Технологиите за измерване ли не са били достатъчно добри?
– Мисля, че е така. Нека използвам аналогия с методите за анализ на снимки, това, което правим в Imagga. Те съществуват от 70-те години, през 90-те имаше огромен интерес, много силна алгоритмична база и наука, но нито хардуерът беше достатъчно мощен, нито имаше достатъчно съдържание.
Смартфоните се появиха в началото на века и това създаде много по-голям контекст, започнаха да се генерират милиарди снимки на ден. Тъй като съвременните методи са базирани основно на машинно самообучение, има нужда от много големи обеми данни, за да могат да се намират закономерности и аномалии. Така чак през 2010-2013 г. дойде бумът на технологиите за визуално разпознаване.
Смятам, че същото се случва при термографията. Както казва проф. Иво Петров, тя съществува като метод за медицинска диагностика още от
Хипократ, който казва, че „ако тази част на тялото е по-топла, отколкото трябва, значи има проблем. Ако е по-студена, също има проблем“.
Тоест, медицината от хилядолетия знае, че температурата на тялото е показателна за здравния статус. Термографска апаратура се прилага в медицинската диагностика за първи път през 70-те години, първоначално като допълващ метод за диагностика на рак на гърдата, заедно с мамографията. Но се оказва, че не е достатъчно сигурен метод, ако се използва самостоятелно. С появата на доста центрове за алтернативна медицина, които използват термография, ѝ се създава име като ненаучна дисциплина. Правени са много малки по обем проучвания, до момента никой все още не е правил достатъчно мащабно изследване, което освен това да разчита на мобилни камери.
Това е много важно, защото променя контекста. Не е нужен стационарен апарат в кабинета на лекаря, а нещо, което може да го има при всеки пациент, дори в най-слабо развитите и отдалечените региони.
Така че става дума за комбинацията от факта, че термографията е мобилна, че от 2017 г. има мобилна термография с достатъчно добро качество, че като цяло доста са напреднали технологиите за изкуствен интелект и анализ на снимки, което дава голяма увереност, че може да се изгради нещо прецизно, а не измислица или „шарлатания“.
Това са нещата, с които сме се захванали.
Смятаме, че сме много добре позиционирани да сме пионери в цялата област на термография плюс ИИ.
Надяваме се не само да сме тези, които ще го докажат, а и които ще успеят да го скалират до достатъчно голям мащаб, така че да бъде полезно на максимален брой хора.
– Като предприемач с опит, къде мислиш, че са най-големите рискове да не се получи?
– В момента най-голямата спирачка е регулаторното одобрение. Както стана дума, гледа се малко скептично на термографията, през 2019 г. и американската агенция FDA издава предупреждение да не се твърди, че тя може самостоятелно да се използва за диагностика за рак на гърдата.
Ние сме сигурни, че ще се случи техническата и продуктовата реализация на тази технология, по-скоро въпросът е колко време ще отнеме регулаторното одобрение,
тъй като трябва да се докажат от нулата доста неща, нещо абсолютно ново от технологична научна гледна точка в сериозен мащаб.
От комерсиална гледна точка зависи какви методи за диагностика ще се появят междувременно в тези терапевтични области, върху които сме се фокусирали, дали някой от тях няма да направи приложението безсмислено. Но до момента виждаме много добро приемане от лекарите специалисти.
Друг фактор, който може да попречи методът да стане масов, е, че промяната в температурата не е само знак за съдово запушване, може да е и за възпаление и тепърва ще анализираме доколко причините могат да се диференцират.
Но от предприемаческа гледна точка възможността да се използва този метод за диагностика на много различни състояния са огромни. Разбира се, едно по-едно, отработени и доказани научно. Но не стоим на един крак, който, ако бъде потенциално отсечен с друг метод, да изгубим всичко.
– Когато започна пандемията, имаше прогнози, че изведнъж ще избухне секторът на медицинските технологии, че ще започнат да се налагат много нови методи за диагностика и лечение. Но като че ли за момента не се вижда нещо подобно. Дали още се натрупват, защото данните са малко, или изобщо няма да има такова явление?
– Слушаме много стартъпи да презентират, някой от тях са малко по-напред, други по-назад от нас. И си казваме, като технически грамотни хора и като човешки същества: „Колко готини неща се правят, какви неща се задават!“. Няма никакво значение дали са ни конкуренти, в повечето случаи не са. Анализират образи от ултразвук портативно, хващат някои биомаркери и по тях прихващат състояния.
Според мен наистина един възможен отговор е забавянето заради нуждата от натрупване. Той е свързан с това, което най-сериозно бави и нас – целия процес на регулаторно одобрение. Ваксините бяха единственото, което мина през тях доста напряко, тъй като беше прието като много спешно да се одобрят със сравнително малко изследвания.
Няма някакви конкретни и мащабни промени, които да помогнат технологиите в тази област да се развиват по-бързо. Но е факт, че ковид и всички социално-икономически, политически и други ефекти, които имаше, дадоха импулс за зараждането на една вълна, която според мен ще видим да достига брега след още малко време заради тези по-дълги регулаторни цикли.
В тази вълна ще има много нови успешни методи за диагностика и лечение. Те ще са по-достъпни от финансова и логистична гледна точка, а това е важно, тъй като дори в най-развитите страни диагностиката е голям проблем и няма достатъчно програми за профилактична превантивна грижа.
Нека не забравяме, че ефектът от лечението варира много сериозно в зависимост от етапа на диагностициране. Ако вземем за пример рака на гърдата, от над 95% 5-годишна преживяемост се стига до под 28% при откриване между 1-и и 4-и стадий!
Промени в температурата при мозъчен удар
– Покрай големия шум за ChatGPT ние все си говорим как ще ни остави без работа и дали ще ни унищожи. Докато Бил Гейтс пише, че той ще промени из основи най-вече образованието и здравеопазването, позволявайки много по-широк достъп.
– Изкуственият интелект е технология, която, на базата на достатъчен обем данни, може да извади правилните статистически изводи. Това позволява всеки вид структурирана информация в здравната система да бъде анализиран по някакъв начин, да се даде сигнал, да се извади знание. Независимо дали говорим в контекста на цялата здравна система или подсистема, да се анализират различен вид тенденции, някои от тях скрити, или на ниво отделен пациент.
Ако съществува електронно медицинско досие, в което има структурирани данни, това може да помогне пациентът да бъде диагностициран много по-точно. Домашна диагностика под всякакви форми, разбира се, под зоркото око на наблюдаващ лекар. Но нещото, което за нас е мисия, е много по-лесният достъп до здравна грижа и много по-голямата ефикасност на процеса.
Има десетки области, в които изкуственият интелект може да помогне, най-просто казано, той може да замести поне първичната нужда от намеса на човешкия интелект. Там, където трябва да се разпознават някакъв вид шаблон или повтаряемост. Здравеопазването е комплексно и различно във всички страни, като в някои икономически развити държави като САЩ е изключително скъпо, а не е достатъчно социално ориентирано.
Технологиите могат да променят начина, по-който се грижим за здравето си като цивилизация.
– Четох, че мечтаеш да станете еднорог, само че не като пазарна оценка от $1 милиард, а в това да спасите милиард души. Мислиш ли, че е възможно?
– Не изключваме и пазарната оценка – ако можем да помогнем на толкова хора, тя ще е и много по-голяма. Но ние никога не сме мислили как да изкараме възможно най-много пари. Когато става дума за здравеопазване, смятаме това за доста безвкусно.
Нека се върна към началото. Първо идеята беше Imagga да помогне с технологията и с експертизата, в първите седмици на ковид карантината всички бяхме заключени по домовете си и нямахме какво друго да правим.
Но постепенно се създаде една много силна визия за това как хора по целия свят, от всякакви групи – материални, логистични, раси, полове, ще имат такава термокамера всъщи и тя ще им помага много по-лесно да разберат кога имат здравословен проблем.
Наистина искаме да помогнем, като спестим страдание на милиард души. Като го свързваме и с техните семейства, при един болен човек страдат всички около него.
Вярваме, че термокамерата може да е „следващият термометър“, само че с много по-голям положителен ефект върху здравето на пациента. За съжаление, в момента всички здравни системи са реактивни, те реагират на проблем, а не го предотвратяват. Вярваме, че можем да променим това!
