Перемогти розлад аутистичного спектру: про Odry_VR, діагностику та терапію

Перемогти розлад аутистичного спектру: про Odry_VR, діагностику та терапію

За даними американських дослідників в 2014 роки кількість восьмирічних дітей, у яких діагностували розлад аутистичного спектру (РАС), в порівнянні з показниками 2002 року зросла більш ніж в 2,5 рази: РАС діагностували у кожної 59 дитини. Застосування сучасних технологій для точної ранньої діагностики і терапії РАС у дітей — завдання проекту Odry_VR, одного з фіналістів конкурсу MBioS Challenge. Конкурс біомедтех стартапів провела платформа «Дім інновацій», ініційована меценатом і бізнесменом Ігорем Янковським.

Розлад аутистичного спектру

Розлад аутистичного спектру (РАС) згідно з класифікатором захворювань DSM-5 — це новий термін, що об’єднав чотири розлади, які раніше вважалися різними. РАС включає в себе аутизм, синдром Аспергера, дитячий дезінтегративний розлад і первазивне порушення розвитку, неуточнене.

Кількість дітей з РАС зростає

Кількість дітей із діагностованим РАС зростає з року в рік. За даними американських Центрів контролю і профілактики захворювань це зростання загрозливо високе: з 2002 року до 2014 року середня кількість дітей 8-річного віку з діагностованим РАС зросла з 6,7 до 16,8 на 1000 обстежених.

Розлад аутистичного спектра для дитини може загрожувати серйозними проблемами в спілкуванні з іншими людьми: для неї може бути неприємним зоровий контакт, вона може не розуміти жестикуляцію, прояви емоцій, інтонації мови інших людей. Крім того, діти з РАС можуть гостро сприймати звичайний шум, важко переносити найдрібніші зміни в звичних речах — у щоденному розкладі, розташуванні предметів, і т. д. В подальшому у дітей може розвинутися підвищена тривожність, депресія, навіть рухові розлади і слабоумство.

Уникнути багатьох з цих симптомів допомагають програми терапії і реабілітації. Але, перш ніж почати терапію, розлад у дитини потрібно достовірно діагностувати. І чим раніше це буде зроблено, тим більше шансів, що терапія пройде ефективно.

Команда стартапу Odry_VR поставила перед собою мету: розробити систему діагностики РАС у дуже ранньому віці, а далі — створити засіб реабілітації дітей з виявленим розладом, використовуючи знання нейронаук і спеціально розроблені алгоритми і програмні засоби. Зі своїм проектом команда нейрофізіологів і ІТ-фахівців вийшла на конкурс біомедтех стартапів MBioS Challenge. Організатором конкурсу виступила платформа «Дім інновацій», створена за ініціативою бізнесмена і мецената Ігоря Янковського.

«Команда мрії»

Наукомісткий і технічно складний проект Odry_VR можна умовно розділити на два етапи. На першому планується створити програмно-апаратний засіб, який буде аналізувати поведінку дитини при перегляді стимульного матеріалу (це відеоматеріал, реакцію на який відстежують дослідники), і допоможе лікарю не тільки діагностувати РАС, а і вказати на характер і ступінь відхилення розвитку дитини від норми. А другий етап — це система реабілітації РАС в ігровій формі. Обидва етапи пов’язані з використанням складних алгоритмів аналізу відео, які вимагають від розробників системи глибокого розуміння проблеми з точки зору медицини і неабияких навичок в програмуванні.

Перемогти розлад аутистичного спектру: про Odry_VR, діагностику та терапію

Сергій Ткаченко, Сергій Данилов, Анна Соловйова

Не дивно, що стартап Odry_VR запустили науковець, кандидат біологічних наук Сергій Данилов, з командою нейрофізіологів з його проекту Beehiveor, і досвідчені розробники з софтверної компанії Human Interface Technologies на чолі з Анною Соловйовою і Сергієм Ткаченком. Human IT може похвалитися безліччю додатків і веб-сервісів, створених за більш ніж чотири роки роботи.

Крім того, як зазначив Сергій Данилов, стартапу допомагають всі, до кого б не звернулися фахівці — тема допомоги дітям з особливостями розвитку близька багатьом. Наприклад, в зборі даних для розробки математичних моделей і алгоритмів системи вже допоміг центр «Лікарська практика» і особисто Андрій Погребняк, невролог цього центру; в частині діагностики також готовий надати допомогу центр NeuroFlex.

Важливо, що у лідерів проекту є чітке розуміння, що і як робити, прописана дорожня карта. Але зараз вчені і програмісти працюють над системою у вільний від комерційних проектів час.

Рішення великої проблеми

За словами Сергія Данилова, найбільша проблема з РАС полягає в тому, що методик для адекватної діагностики та оцінки глибини розладу в Україні немає. Більш того, діагностику у нас проводять досить пізно, коли дитині складно допомогти: в світі зараз працюють над стандартами визначення РАС у дітей у віці до двох років, а в Україні такі розлади визначаються в середньому в шість років, іноді й пізніше.

Перемогти розлад аутистичного спектру: про Odry_VR, діагностику та терапіюДруга проблема в тому, що зазвичай РАС оцінюється за методиками, які валідизовані і по суті є опитуваннями. Їх особливість не тільки в суб’єктивній інтерпретації відповідей лікарем, але і в тому, що на результати сильно впливають умови проведення тестування. Бувало, що результати опитування дитини в кабінеті, де їй було некомфортно, в три рази відрізнялися від результатів тестування тієї ж дитини в формі вільного спілкування в комфортному для неї середовищі — наприклад, на дитячому майданчику. А команда Odry_VR хоче розробити метод автоматизованої діагностики, заснований на зборі поведінкових даних за допомогою системи машинного зору.

Подібні системи зазвичай побудовані на основі методів розпізнавання обличчя: дитина дивиться стимульний матеріал, і по її емоціям РАС діагностується з точністю до 90%. Хоча такий результат здається непоганим, він не годиться для первинного обстеження з метою виявлення захворювання, тому що кожен десятий діагноз може бути хибнонегативним або хибнопозитивним. А це проблема.

Команда Odry_VR зі своєю інноваційною методикою, яка вбере в себе всі кращі технології діагностики РАС в світі, спробує домогтися точності від 96-98% і вище. Так, замість розпізнавання обличчя в проекті буде використана технологія відстеження погляду (eye tracking). Тут є тонкощі: наприклад, через вік і особливості розвитку дітей діагностику доведеться проводити без звичайного для eye tracking калібрування. Але з доброю базою даних, вивіреними математичними моделями і налагодженим алгоритмом, система зможе виявити тип і глибину відхилення від норми у розвитку дитини. Це зробить діагностику можливою навіть для наймолодших дітей — цей метод дозволяє порівняти реакцію дитини з показниками дітей з нормотипичним розвитком (без РАС) більш точно, ніж розпізнавання емоцій на обличчі.

Надійний негативний діагноз РАС позбавить батьків від тривоги за здоров’я малюка, а якісний позитивний діагноз РАС дозволить відразу ж приступити до персоніфікованої терапії. Сергій Данилов, зокрема, зазначив: «Наприклад, якщо дитина не дивиться на рот співрозмовника, то це дуже хороший прогностичний фактор того, що у неї будуть мовні розлади, і в роботі з дитиною потрібно приділяти більше уваги саме цьому аспекту. І наш підхід, на відміну від розпізнавання обличчя, зможе визначати такі речі».

Для спрощення збору інформації команда розробників створює додаток, де замість дорогих систем eye tracking будуть використовуватися веб-камери комп’ютерів або планшетів. Таким чином діагностична частина проекту Odry_VR буде технічно доступною практично для всіх користувачів.

Філантропи і гранти

На даному етапі проект повністю фінансується за кошти організаторів стартапу.

Що стосується майбутньої бізнес-моделі, то початковий аналіз, найімовірніше, буде для дітей безкоштовним, і це допоможе зібрати велику базу даних для більш точної діагностики. Крім того, ряд програмних інструментів, що використовуються в проекті, не вимагає оплати в разі некомерційного використання. А комерціалізація наступних етапів залежить від ринків тих країн, де буде пропонуватися Odry_VR.

Перемогти розлад аутистичного спектру: про Odry_VR, діагностику та терапіюСергій Данилов зізнається: «Поки що виходить так, що ми заробляємо на інших проектах, а цей робимо для душі». Анна Соловйова з посмішкою додає: «Ми стали філантропами. Я думала, що це може статися, коли мені виповниться 70, а виявилося, що можна встигнути і до 30 років».

Зараз для прискорення роботи над проектом команда шукає зовнішні джерела фінансування. Передбачається, що чотири фахівці — два нейрофізіолога і два програміста, — зможуть протягом приблизно чотирьох місяців закінчити роботу над першим модулем. Команда бачить кілька напрямків по фінансуванню свого проекту, від залучення прямих інвестицій до грантів та краудфандінга.

Українські краудфандінгові платформи навряд чи допоможуть зі збором тієї суми, про яку йдеться: повна зайнятість чотирьох фахівців зі стандартною оплатою потребує $15-20 тис. щомісяця на період півроку-рік. А для виходу на світові платформи потрібні прототип, відео продукту, опис.

«Це дуже велика робота, — каже Анна Соловйова. — І нею має займатися хоча б одна людина по 4-5 годин на день кілька місяців. Зваживши всі «за» і «проти», ми вирішили, що замість краудфандінга нехай краще фахівець займається розробкою».

Сергій Данилов додав: «Збір коштів від батьків буде можливий, коли вони зможуть скористатися системою для своїх дітей. Але ми пропонуємо вкласти гроші на діагностику, що допоможе дітям, але не сьогодні, а за кілька років, і ентузіазм батьків сходить нанівець. Звичайно, настороженості додає ще й величезна кількість відвертих шахраїв, які обіцянками допомогти дітям з РАС «викачують» з батьків гроші. Тому у батьків невисокий рівень довіри до нових проектів терапії таких розладів».

Грантові програми проекту цікаві, але тут є нюанси. Перший — для отримання гранту потрібно мати хорошу грантову історію, а юрособу для проекту Odry_VR створено лише на початку 2018 року. Другий — в ЄС грант отримати легше, якщо юрособу зареєстровано в ЄС або в проекті є європейський партнер. Третій — фізично грантові гроші можна отримати через півроку-рік після схвалення комітетом, а на перший етап гроші потрібні вже сьогодні. І ще одне — підготовка документації вимагає багато часу і сил.

Сергій Данилов зізнається: «Коли думаєш, подаватися на грант чи ні, то простіше, зваживши всі «за» і «проти», вкласти власні кошти. Тому що якщо порахувати час роботи фахівця з команди над грантовою заявкою, то виходить істотна сума. Але якщо мова йде про велике фінансування під великий проект, тоді овчинка, звичайно, варта вичинки».

Зараз, коли за проектом Odry_VR проведена велика робота, команда замислюється про участь у «Горизонт 2020». На грантову програму ЄС можна буде виходити з реабілітаційною частиною, коли діагностичний етап буде пройдений.

Аватар — доктор майбутнього

Доступна методика точної і якісної діагностики, як зазначає Сергій Данилов, в майбутньому, можливо, відкриє шлях до нових способів терапії при РАС. Наприклад, вже зараз існують перевірені на тваринах фармакологічні способи лікування, пов’язані з гальмуванням розвитку мозку за допомогою цитотоксичних препаратів. Ці препарати, що вбивають нервові клітини або гальмують їх розвиток, не дають мозку розвиватися надмірно швидко, що характерно для РАС. Але метод вимагає чіткого розуміння, кому з дітей давати такі препарати. І саме в цьому може допомогти діагностична система Odry_VR — більш досконала, ніж існуючі. Але це справа майбутнього.

Перемогти розлад аутистичного спектру: про Odry_VR, діагностику та терапіюА поки команда планує приступити до другого етапу — створення системи реабілітації. Додаток для комп’ютера в ігровій формі буде привчати дитину звертати увагу на обличчя, очі, рот інтерактивного персонажа на екрані, а система комп’ютерного зору перевірить, чи подивилася дитина на ту частину обличчя, недостатню увагу до якої було виявлено при діагностиці. Спілкування з мультяшним персонажем допоможе зняти тривожність при спілкуванні з людьми, навчить дитину соціалізації, зніме важкі симптоми РАС.

Коли і ця технологія буде відпрацьована, команда Odry_VR перейде до третьої фази проекту — до аватарів. Як розповіла Анна Соловйова, людиноподібні аватари вже знаходяться в розробці: ці 3D-моделі рухаються на екрані, як люди, у них такі ж емоції на обличчі, як у людини. За допомогою спеціального ПЗ аватари зможуть спілкуватися з користувачем, «бачити» його, аналізувати його емоції — терапію буде побудовано на спілкуванні з доброзичливим персонажем.

Сергій Данилов пояснює, що дитині з РАС багато ситуацій, які пов’язані зі спілкуванням, здаються важкими, тривожними. А за допомогою аватара можна буде пояснити дитині, чому в певних ситуаціях люди поводяться так, а не інакше; показати, що ситуація не тривожна, а нормальна; навчити дітей звертати увагу на емоції і жести інших людей. На думку нейрофізіологів, особливо добре така терапія покаже себе при роботі з маленькими дітьми.