Походка как биомаркер: ранние сигналы болезней в обычном движении

ПОХОДКА СТАНОВИТСЯ НОВЫМ БИОМАРКЕРОМ: ПОЧЕМУ ОБЫЧНАЯ ХОДЬБА МОЖЕТ ИЗМЕНИТЬ РАННЮЮ ДИАГНОСТИКУ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Почему медицина начала внимательнее смотреть на то, как человек ходит

Большинство людей воспринимает походку как индивидуальную особенность. Однако для врачей она давно является источником важной диагностической информации. Опытный невролог способен по характеру движений предположить болезнь Паркинсона, а сосудистый хирург — заподозрить заболевание периферических артерий.

Проблема заключается в другом: сегодня такая оценка остается преимущественно субъективной. Она зависит от опыта специалиста, проводится лишь во время короткого визита пациента и практически не отражает то, как человек двигается в обычной жизни.

Именно эту проблему пытается решить американский стартап Grasshopper Health. Компания разрабатывает миниатюрное носимое устройство Axis Patch, которое фиксируется на пояснице и непрерывно регистрирует параметры ходьбы. Полученные данные анализируются алгоритмами машинного обучения и передаются врачу через цифровую платформу компании.

Важно отметить, что в настоящее время Axis Patch предназначен для исследовательского использования и еще не является одобренным медицинским изделием для широкого клинического применения.

Почему походка отражает состояние всего организма

Ходьба кажется простым действием, но на самом деле представляет собой результат работы множества систем организма одновременно.

Для каждого шага необходимы:

• Головной и спинной мозг;
• Периферические нервы;
• Мышцы;
• Суставы;
• Система равновесия;
• Сердечно-сосудистая система;
• Обмен веществ.

Даже небольшие нарушения в одной из этих систем способны изменить скорость ходьбы, длину шага, устойчивость, симметрию движений или способность сохранять равновесие.

Именно поэтому походку всё чаще рассматривают как цифровой биомаркер — объективный физиологический показатель, который можно измерять автоматически и использовать для оценки состояния здоровья.

Научные исследования последних лет показывают, что характеристики походки могут нести информацию далеко не только о заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Современные модели искусственного интеллекта находят связь между особенностями движения человека и состоянием различных органов и систем организма, включая метаболические, сердечно-сосудистые, неврологические и возрастные изменения.

От болезни Паркинсона до деменции: где изменения появляются раньше симптомов

Grasshopper Health делает основной акцент на заболеваниях, при которых нарушения походки возникают задолго до постановки диагноза.

Среди них:

• Болезнь Паркинсона;
• Болезнь Альцгеймера;
• Заболевание периферических артерий;
• Нормотензивная гидроцефалия.

Например, при болезни Паркинсона уменьшается размах движений рук, шаг становится короче, появляются затруднения при поворотах и начале движения.

При болезни Альцгеймера изменения менее заметны, но постепенно снижаются скорость ходьбы и устойчивость, ухудшается координация.

При заболевании периферических артерий человек начинает ходить медленнее еще до появления характерной боли в ногах.

По данным компании и исследовательских групп, сегодня различные особенности походки уже связывают как минимум с несколькими десятками заболеваний и состояний. Однако степень клинической доказанности существенно различается. Для одних болезней связь хорошо изучена, тогда как для других пока остается предметом научных исследований.

Искусственный интеллект превращает тысячи шагов в медицинские данные

Главное отличие современных систем заключается не столько в самом датчике, сколько в обработке информации.

За один день человек делает несколько тысяч шагов. Для врача анализировать такой объем данных вручную невозможно.

Алгоритмы искусственного интеллекта способны выявлять закономерности, которые практически незаметны человеку:

• Постепенное уменьшение длины шага;
• Рост асимметрии движений;
• Изменение частоты шагов;
• Ухудшение устойчивости при ходьбе;
• Снижение скорости движения.

Именно поэтому разработчики говорят не просто об анализе походки, а о непрерывном мониторинге двигательной функции в естественных условиях жизни пациента.

Почему цифровая медицина постепенно выходит за пределы клиники

Проект Grasshopper Health отражает гораздо более широкий мировой тренд.

Традиционная медицина долгое время основывалась на редких измерениях, выполненных во время приема врача. Сегодня здравоохранение постепенно переходит к постоянному наблюдению за пациентом с помощью носимых устройств.

Если раньше подобные технологии измеряли главным образом пульс, электрокардиограмму, насыщение крови кислородом или уровень физической активности, то теперь объектом анализа становятся более сложные цифровые биомаркеры.

Походка рассматривается как один из наиболее перспективных таких показателей, поскольку она объединяет информацию сразу о работе нервной системы, сосудов, мышц и общем функциональном состоянии человека.

Некоторые исследователи уже предлагают рассматривать походку как потенциальный «шестой жизненно важный показатель» наряду с традиционными жизненными параметрами. Однако эта концепция пока находится на стадии научного и клинического обсуждения.

Что еще предстоит доказать

Несмотря на высокий интерес к технологии, говорить о революции пока преждевременно.

Во-первых, большинство подобных решений еще проходит клиническую проверку.

Во-вторых, изменение походки не является диагнозом. Оно лишь сигнализирует о том, что организму требуется более детальное обследование.

Кроме того, на характер ходьбы влияют возраст, масса тела, усталость, перенесенные травмы, особенности обуви, качество дорожного покрытия и множество других факторов. Алгоритмы должны научиться надежно отличать нормальные изменения от признаков заболевания.

Наконец, остается открытым вопрос, насколько использование подобных цифровых биомаркеров действительно улучшит клинические результаты, позволит раньше начинать лечение и снизит нагрузку на систему здравоохранения. Ответ на него смогут дать только крупные проспективные исследования.

Походка становится частью профилактической медицины

Даже если отдельные устройства еще находятся на этапе исследований, общий вектор развития цифровой медицины уже достаточно очевиден.

Здравоохранение постепенно смещается от лечения выраженной болезни к поиску ранних признаков ухудшения здоровья.

Если технология непрерывного анализа походки подтвердит свою эффективность, врачи смогут получать сигнал о возможных нарушениях задолго до появления жалоб пациента. Это особенно важно для заболеваний, при которых раннее начало терапии способно существенно замедлить прогрессирование болезни.

Для пациентов это означает более раннюю диагностику и возможность начать лечение до развития тяжелых осложнений. Для врачей — появление нового объективного инструмента наблюдения. Для систем здравоохранения — потенциальный переход от реактивной помощи к профилактической модели, основанной на постоянном мониторинге состояния человека.