Биорадиолокатор для медицинских приложений

Конкурс РФФИ конкурсу «мк» по теме 802 «Фундаментальные проблемы биомедицинской радиоэлектроники»

Договор от 05.07.2018 г. № 18-29-02013\18

Руководитель проекта — Анищенко Л.Н., anishchenko@rslab.ru

Аннотация проекта

Проект посвящен разработке радиоэлектронной аппаратуры для дистанционного автоматизированного мониторинга нарушений сна человека, а также оценки его психофизиологического состояния на дому, что является актуальной проблемой современного медицинского приборостроения.

В настоящее время растет понимание связи между качеством сна, психофизиологическим состоянием человека и здоровьем. Снижение качества сна вследствие различных нарушений сна (инсомнии, обструктивного апноэ и др.) или наличие негативных сдвигов в психофизиологическом состоянии в краткосрочной перспективе влияет на самочувствие, работоспособность, дневную сонливость и усталость человека, а в долгосрочной - повышает риск возникновения таких социально значимых заболеваний, как сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, сахарный диабет и депрессия.

Объективная ежедневная оценка качества сна и выявление нарушений сна и негативных сдвигов в психофизиологическом состоянии на ранних стадиях развития заболевания может помочь в профилактике нарушений сна, привлечь внимание пациента к своему здоровью и мотивировать его на соблюдение рекомендаций лечащего врача.

На настоящий момент отсутствуют клинически верифицированные методы, пригодные для решения данных задач бесконтактно, контактные же методы требуют постобработки данных специалистом соответствующего профиля.

Таким образом, существует потребность в инструментах для длительного домашнего мониторинга сна и оценки психофизиологического состояния как здоровых людей с целью профилактики, так и людей с нарушениями сна и адаптации, для отслеживания динамики заболевания и коррекции терапии, чему и посвящена данная заявка, что подтверждает значимость ожидаемых результатов проекта. Работа по проекту будет выполняться на стыке нескольких областей: радиоэлектроники, медицинской техники и медицины, что подтверждает междисциплинарный характер исследования.

Основным показателем научной новизны исследования является тот факт, что в отечественных и зарубежных публикациях отсутствует информация о портативных бесконтактных устройствах для персонального автоматизированного домашнего мониторинга различных нарушений сна и оценки психофизиологического состояния человека.

Дополнительные материалы и публикации по проекту

1. Анищенко Л.Н., Турецкая А.В. Программно-аппаратный комплекс для бесконтактной оценки психофизиологического состояния человека // Биомедицинская радиоэлектроника. 2018. №10. С. 61–66.
   Ссылка: http://www.radiotec.ru/article/22330
2. L. N. Anishchenko, "Remote Mental Workload Estimation by a Bioradar," 2018 EMF-Med 1st World Conference on Biomedical Applications of Electromagnetic Fields (EMF-Med), Split, Croatia, 2018, pp. 1-2. doi: 10.23919/EMF-MED.2018.8526052
   Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/8526052
3. Anishchenko, L. Challenges and Potential Solutions of Psychophysiological State Monitoring with Bioradar Technology. Diagnostics 2018, 8, 73.
   Ссылка: http://www.mdpi.com/2075-4418/8/4/73/pdf
4. Бочкарев М.В., Анищенко Л.Н., Коростовцева Л.С., Свиряев Ю.В. Апноэ – смертельное «безветрие» ночи. Наука из первых рук. 2019. №2(82). C. 70-79.
   Ссылка: https://scfh.ru/papers/apnoe-smertelnoe-bezvetrie-nochi/
5. Lesya Anishchenko, Andrey Zhuravlev, Vladimir Razevig, Margarita Chizh, Kseniya Evteeva, Lyudmila Korostovtseva, Mikhail Bochkarev, Yurii Sviryaev, "Non-contact Sleep Disorders Detection Framework for Smart Home," Proc. of 2019 PhotonIcs & Electromagnetics Research Symposium (PIERS), Rome, Italy, 2019, June 17-20, pp. 3553-3557.
   Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9017470
6. Ksenia Evteeva, Alina Turetskaya, Lesya Anishchenko, "Sensing of Human Breathing and Heart Beating at Different Orientation Angles by CW Doppler Radar," // Proc. of Int. Conf. USBEREIT IEEE 2019. Ekaterinburg, Russia, April 25-26, 2019, pp. 36-39.
   Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/8736585
7. Anishchenko, L., Evteeva, K., Korostovtseva, L., Bochkarev, M., & Sviryaev, Y. (2019, November). Respiratory Rate Determination during Sleep by CW Doppler Radar. In 2019 International Conference on Biomedical Innovations and Applications (BIA) (pp. 1-4). IEEE.
   Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/8967462
8. Anishchenko, L., Zhuravlev, A., & Chizh, M. (2019). Fall Detection Using Multiple Bioradars and Convolutional Neural Networks. Sensors, 19(24), 5569.
   Ссылка: https://www.mdpi.com/1424-8220/19/24/5569
9. Анищенко Л.Н., Журавлев А.В., Разевиг В.В., Чиж М.А. Бесконтактное автоматизированное выявление агрессивного поведения человека при помощи многоканального комплекса //Биомедицинская радиоэлектроника. 2019. № 6. С. 61 – 70.
   Ссылка: http://www.radiotec.ru/article/24159
10. Анищенко, Л. Н., Коростовцева, Л. С., Бочкарев, М. В., & Свиряев, Ю. В. (2020). си. Артериальная гипертензия, 26(2).
    Ссылка: https://htn.almazovcentre.ru/jour/article/view/1949
11. Turetskaya, A., Anishchenko, L., & Ivanisova, E. (2020, May). Non-Contact Detection of Respiratory Pattern Changes due to Mental Workload. In 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT) (pp. 125-127). IEEE.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9117643
12. Davydova, I., Anishchenko, L., Korostovtseva, L., Bochkarev, M., & Sviryaev, Y. (2020, May). Analysis of a Person’s Movement Activity during Sleep by Bioradiolocation. In 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT) (pp. 155-158). IEEE.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9117715
13. Ivanisova, E., Anishchenko, L., Korostovtseva, L., Bochkarev, M., & Sviryaev, Y. (2020, May). Estimation of the Respiratory Pattern Parameters for Different CW Doppler Radar Signal’s Demodulation Techniques. In 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT) (pp. 128-131). IEEE.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9117649
14. Анищенко Л.Н., Турецкая А.В., Бугаев А.С. Методы машинного обучения в оценке психофизиологического состояния человека при помощи биорадиолокатора // Биомедицинская радиоэлектроника. 2020. № 4. С. 31–40.
    Ссылка: https://elibrary.ru/item.asp?id=44206116
15. Anishchenko, L., Bochkarev, M., Korostovtseva, L., Sviryaev, Y., Bugaev, А. Remote Limb Movement Analysis during Sleep by Means of Bioradar. In 2020 IEEE MTT-S International Microwave Biomedical Conference (IMBioC), Toulousse, France, 2020, December 14-17, pp. 1-3.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9385012
16. L. Anishchenko, Korostovtseva, L., Bochkarev, M., Sviryaev, Y. Sleep Breathing Disorders Detection with Bioradar Using a Long Short-Term Memory Network // General Assembly and Scientific Symposium of International Union of Radio Science (URSI GASS 2020), Rome, Italy, 2020.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9232203
17. Lesya Anishchenko, Alina Turetzkaya, "Improved Non-Contact Mental Stress Detection via Bioradar," 2020 IEEE International Conference on Biomedical Innovations and Applications (BIAConf), Varna, Bulgaria, 2020, September 24-27, pp. 1–4.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9244492
18. Анищенко Л.Н., Коростовцева Л.С., Бочкарев М.В., Свиряев Ю.В., Бугаев А.С., Портативный биорадиолокатор для бесконтактной регистрации нарушений дыхания во сне на дому // Сборник тезисов докладов XII Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы сомнологии», г. Москва, Россия, 11-12 ноября 2020. С. 7.
    Ссылка: http://www.rslab.ru/russian/project/somnology_2020.pdf
19. Анищенко Л.Н., Смирнова Е.С., Коростовцева Л.С., Бочкарёв М.В., Свиряев Ю.В., Бугаев А.С., Алгоритм и устройство для бесконтактной регистрации нарушений дыхания во сне на дому // Вестник Российского Университета, Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2020. № 5. С. 86-97.
    Ссылка: https://elibrary.ru/item.asp?id=44584627
20. A. Rodina and L. Anishchenko, "Analysis of Mouse Motor Activity in Free Behavior by Bioradiolocation," 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), 2021, pp. 0056-0059.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9454993
21. V. Slizov and L. Anishchenko, "Estimation of the Optimal Radar Positioning for the Contactless Fall Detection," 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), 2021, pp. 0082-0085.
    Ссылка: https://ieeexplore.ieee.org/document/9455116
22. Anishchenko L., Lobanova V., Korostovtseva, L., Bochkarev, M., Sviryaev, Y. Sleep Unobtrusive Respiratory Monitoring of Sleeping Subjects by Multiple Bioradars // General Assembly and Scientific Symposium of International Union of Radio Science (URSI GASS 2020), Rome, Italy, 2021. В печати.
23. Анищенко Л.Н., Лобанова В.С., Коростовцева Л.С., Бочкарев М.В., Свиряев Ю.В., Бугаев А.С. Мониторинг паттерна дыхания человека во сне при помощи двухканального биорадиолокатора // Биомедицинская радиоэлектроника. 2021. № 4. В печати.