Однажды на обучении по работе с системой "Хабилект" один из специалистов лечебного учреждения клиента задал мне вопрос про точность нашей системы. И сразу привел в пример коллег "по цеху", указав мне на два знака после запятой на экране. И сильно довольный собой возвестил: "Что у этой супер-дорогой системы и точность аж до сотой доли градуса и миллиметра". Или что там еще было... Не суть. Этот специалист еще не знал, насколько больная для инженера эта мозоль, и как глубок ящик Пандоры, который он открыл сам того не зная.
Теперь мучайтесь, инженеры отвечают на вопрос о точности медицинских систем, а в конце статьи вас ждет неудобный вопрос, который полезно задавать и который, к сожалению, вносит свои коррективы в работу врача.
Сразу разберемся с примером выше: количество знаков после запятой на экране не говорит практически ничего о точности. Для программиста увеличить разрядность мантиссы (значение после запятой в числе называется мантиссой), дело буквально пары секунд. И чаще всего это лишь показывает до какого знака ведется округление. Поделите 10 на 3 и можете сами решить, сколько 3 написать в периоде. Заметьте, на лично вашей точности это никак при этом не сказалось, вы по-прежнему можете опаздывать на 30 минут на встречи. Но теперь по порядку о системах.
Топографы
Это такие устройства, которые оценивают форму тела, то есть мягкие ткани, и делают выводы (чаще всего основанные на нейронных сетях) о состоянии скелетного корсета. С точки зрения вычислений это называется косвенными вычислениями, на основе одних делается вывод о других. Да, имеющих корреляцию, но исключения есть и будут в огромном количестве.
Для того чтобы такие корреляции работали, у топографов часто есть ограничение по размеру модели, иначе "точность", и без того не фантастическая, начинает буквально сыпаться.
Также такие системы могут снабжать дополнительными метками, которые ставят операторы на модель для увеличения точности. А если их не поставить, то может произойти следующая ситуация (пример из личного опыта): один из топографов показал в динамическом тесте выход позвоночника через темечко наружу. Вот такая точность...
Рентгены
Большинством специалистов считаются эталоном. И во многом так оно и есть, если бы не существовала уже почти поговорка: "Сколько рентгенологов, столько и мнений". Проблем у технологии несколько.
Конечно, самая очевидная - ограничение количества снимков из-за вредного излучения. Но мы про точность и тут надо указать на сложности в позиционировании модели:
- для объемной оценки надо минимум 2 изображения
- огромная разница в оценке с закрытой и открытой кинематической цепью
- анализ проводится чаще всего вручную, а человек - всегда самый большой источник погрешностей в измерениях
Но среди нашей выборки это все еще один из самых точных методов измерений, хоть и крайне ограниченный тем же СанПиН.
Инерциальные системы
Современная носимая электроника растет как в сказках "не по дням, а по часам", инерциальные системы тому доказательство. Существующие решения с медицинским применением - это все еще громоздкие коробки, чей вес и способы установки уже вносят изменения в поведение модели и, соответственно, делают саму оценку бессмысленной. Но новые, современные системы, уже совсем скоро изменят это: они почти невесомые, крепятся даже внутрь тела и имеют методы борьбы с так называемой накопленной ошибкой.
При длительном применении системы (от 30 минут, но может быть и гораздо меньше, зависит от производителя) накапливается собственное смещение, которое вносит погрешность в данные, получаемые аппаратом. Текущие поколения инерциальных систем чаще всего не имеют методов работы с этой проблемой, да и, откровенного говоря, за разными производителями чаще всего скрывается один-два варианта абсолютно одинаковых аппаратных систем. Отличаются только коробочкой-корпусом и рабочей программой.
Тензоплатформы
Практически все пользуются баланс платформами. И практически никто не обращает внимания, что сам метод не имеет стандарта, т.е. в отличии от весов, любая платформа может показывать что угодно. Сами по себе датчики давления, применяемые в тензоплатформах, должны проходить специальную процедуру калибровки - тарирование. Чем лучше проведена эта процедура и чем точнее оборудование было использовано при этом, тем точнее будет конечный результат.
Другая напасть таких систем - мобильность. Многие специалисты достают из шкафа платформу на время выполнения теста или тренировки, а затем убирают ее обратно, не обращая внимания на то, что такие системы при прецизионной точности следует устанавливать должным образом. Единственная стационарная динамическая платформа, известная мне, которая устанавливается специалистами и умеет себя перепроверять, конечно же, и стоит соответственно. Остальные - увы.
Ручные измерительные системы
Тут даже говорить особо не о чем. Я на личном опыте узнал, почему строители измеряют все всегда одной рулеткой. Потому что если ты одной рулеткой отмерил сколько надо отрезать доски по месту, а саму доску отмерил перед отрезом другой рулеткой - результат никогда не совпадет.
Да, мне легко можно возразить, что есть специальный высокоточный инструмент с сертификатами - я знаю, у моего дедушки всегда были такие: титановые, дедушка - очень крутой фрезеровщик. И эти титановые инструменты списывались с завидной периодичностью. А вы, используя пластиковый гониометр, как давно проверяли его?
Следующий камень в огород ручных инструментов - методы применения. Чаще всего нет стандарта использования, даже между коллегами на одном отделении. А еще можно напомнить про нарисованные шкалы, если инструмент не цифровой. И колоссальные погрешности из-за оператора как человека.
Маркерные лаборатории движений
Очень красивые штуки, сделанные для кино и спецэффектов. Точность зависит от модели и того, как долго ее мучают, облачая в трико с маркерами, или устанавливают их вручную на кожу. Собственно этим все сказано - ставим маркеры на мягкие ткани руками человека-оператора - это уже огромная погрешность. Хотя нужно отдать должное, на рынке есть специализированные системы - это целая комната с экранами, системами разгрузки и прочее. И да, у таких систем слабое звено все еще оператор и стоимость (более 100 млн).
ИИ обработка видео
Быстрорастущий, как когда-то с VR, рынок решений связан с копеечной доступностью технологии. Идея проста - заранее обученный (человеком) ИИ распознает движения. Чаще всего основа этого ИИ - одна из трех самых популярных в мире (2 из них принадлежат Meta и Google).
Такие решения чаще всего работают только с прямым подключением к сети Интернет (что недопустимо для медицинского изделия, но сами решения обычно студенческие работы, а не профессиональные, медицинские) и обучены на паттернах здоровых людей разными специалистами, без дополнительного контроля и не имеют алгоритмов предупреждения вырождения ИИ.
К этому же пункту можно отнести и замеры, выполняемые вручную по видео, поскольку ИИ просто пытается автоматизировать эту работу. Только для получения более-менее качественного видео, для таких систем применяются профессиональные камеры с частотой съемки в сотни кадров в секунду, жестко установленные в подготовленной, известной среде. В таком случае результат будет адекватнее решения с ИИ на телефоне, по крайней мере пока.
Фотометрия
Часто применяемый метод, который отличает возможность не просто выдавать желаемый результат за реальный, а буквально жонглировать результатами. Особенно если фотозона сделана без жестких, всегда в одном положении, камер с размеченным фоном. Но даже в таком случае, чуть изменив угол для фото, можно легко получить результат, который будет щедро вознагражден.
К счастью, "метрии" в таком подходе обычно нет, т.е. просто делается съемка до/после, чтобы визуально сравнить результат, а не вычислить что-то. Без масштабной линейки (или другого известного заранее шаблона), двух камер (да, бинокулярное зрение придумано для этого, с эволюцией тяжело спорить) или активного источника-приемника проводить измерения, фактически, нельзя.
Это краткий обзор возможных технологий, с которыми сравнивали нашу систему. Конечно, мы работали с каждой возможной сильной и слабой стороной, чтобы создать Хабилект. Влияние оператора в системе - минимально. ИИ не вмешивается в замеры, а только помогает с принятием решений. Хабилект не надо ставить в отдельную комнату, и не требуется работать со свинцовым фартуком.
Наша система не выдает желаемое за действительное, работает мгновенно, собирает сразу данные и по статике, и по динамике, и по осанке, и по балансу, а также огромное количество параметров биомеханики. Мы знали, что мы делаем, поэтому отвечаем за каждую цифру в наших системах и не пытаемся вас обмануть ложными представлениями. Проверить это легко! В начале статьи был задан вопрос: "А какая повторяемость результата в системе?"
Мы готовы ответить на этот вопрос, как и на вопрос про точность нашей системы и полученных данных. А они зависят от модели, оператора, среды, аппарата, вычислений и, наконец, протокола.
Полный обзор на все технологии со слабыми и сильными сторонами каждой технологии и анализом, а также курс по точности измерений и методам работы с погрешностями будет доступен в материалах Библиотеки Авицери.
Научный подход к медицине - гарантия надежных результатов.
Команда Хабилект создает системы, которые говорят на языке фактов.
Точность - есть истина.
Подписывайся на наш telegram, чтобы быть в курсе событий и анонсов новых статей.