Ученые предложили новые способы диагностики пограничных психических расстройств

Молодые ученые из Пензенского государственного университета научились находить признаки пограничных психических состояний при помощи регистраторов работы сердца, мозга и речи пациента. Методика позволяет с большей точностью диагностировать слабо выраженные психические расстройства и уже применяется в медицинских учреждениях Пензы. Исследование поддержаногрантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ). Статья опубликована в International Journal of Embedded and Real-Time Communication Systems (IJERTCS).Модель устройства, которое ученые сейчас разрабатывают на основе своей методики: система будет фиксировать речь, активность сердца и мозга в реальном времени. Источник: Александр Тычков.К пограничным психическим расстройствам относят состояния на грани нормы и психического отклонения. Это заболевания со слабо выраженными нарушениями, которые почти в половине случаев не выявляются без обращения к специалисту соответствующего профиля. Помощь не оказывается вовремя, как правило, из-за настороженности людей по отношению к врачам и непризнания у себя психического расстройства. А не обнаруженное вовремя расстройство может привести к трагическим последствиям. От пограничного расстройства личности страдают 3%, то есть нескольких сотен миллионов людей на Земле.Появление пограничного расстройства может стать следствием суммы различных факторов, которые трудно отследить. Они включают в себя очень широкий круг состояний: невротические и посттравматические расстройства, заболевания, связанные с внешними причинами (травмы головного мозга, перенесенные в раннем возрасте инфекции и т. д.), а также последствия воздействия неблагоприятных экологических факторов, в том числе вредных факторов производства (отравление солями тяжелых металлов, сероуглеродом и т. д.). Поэтому очень важно иметь способы быстро и точно оценить психофизическое состояние человека. Разработка таких методов необходима, в первую очередь, для самообследования военнослужащих, учителей, водителей, операторов особо опасных объектов и людей других профессий, связанных со стрессом, а также для более точной постановки диагноза врачом общей практики.Молодой коллектив инженеров и медиков из научно-технологической лаборатории биомедицинских и когнитивных технологий Пензенского государственного университета выделил ранее неизвестные маркеры (характерные признаки) психогенных состояний по анализу трех видов медицинских сигналов.

«Мы регистрируем работу сердца – электрокардиограмма, мозга – энцефалограмма – и речевые сигналы пациента. Состояние психики человека влияет на эти показатели, и с помощью математического анализа мы можем выявить определенные признаки, свидетельствующие о психическом расстройстве. Несмотря на обилие существующих в медицинской практике индикаторов пограничных психических расстройств, все они обладают низкой точностью и подвержены воздействию помех. Мы разработали новые способы определять, какие параметры медицинских сигналов информативно значимы для диагностики психогенных состояний, и предложили методику оценки на основе трех видов сигналов. Наша методика позволила обнаружить ряд неизвестных ранее признаков, соответствующих пограничному расстройству», – рассказал заместитель директора Научно-исследовательского института фундаментальных и прикладных исследований, кандидат технических наук Александр Тычков.

Ученые выяснили, какие изменения давления, частоты сердечных сокращений, ритмов работы мозга, скорости и тона речи, а также других показателей характерны для расстройств психики. Они использовали современные математические методы цифровой обработки сигналов и программирование в средах Matlab и Labview на базе регионального центра технологий National Instruments и научно-технологической лаборатории биомедицинских и когнитивных технологий Пензенского государственного университета. При проведении исследований использовалось сертифицированное медицинское диагностическое оборудование клиник, на базе которых проведены исследования на людях: ГБУЗ ОПБ имени К.Р. Евграфова, МСЧ МВД России по Пензенской области и медицинском центре ООО «Здоровье».Метод, основанный на нескольких показателях, обеспечивает большую точность при обнаружении психических расстройств. Объективные данные, на которые смогут опираться врачи при постановке диагноза, повысят его достоверность. Также разработка позволит находить новые неспецифические признаки порогового состояния психики и тем самым улучшать диагностику. Методика уже применяется в медицинских учреждениях Пензы.В дальнейшем ученые планируют создать систему (устройство) оценки психофизического состояния здоровья человека, которая позволит регистрировать исследуемые медицинские сигналы, осуществлять их анализ и формировать предварительное заключение с последующим оповещением пациента и врача о возможном наступлении критического состояния психического здоровья.

Текст: РНФ

Improved CEEMDAN Based Speech Signal Analysis Algorithm for Mental Disorders Diagnostic System: Pitch Frequency Detection and Measurement

Alan K. Alimuradov, Alexander Yu. Tychkov, Andrey V. Kuzmin, Pyotr P. Churakov, Alexey V. Ageykin and Galina V. Vishnevskaya International Journal of Embedded and Real-Time Communication Systems (IJERTCS)DOI: 10.4018/IJERTCS.2019010102