Учёные из Санкт-Петербургского политехнического университета совместно с врачами Санкт-Петербургского клинического научно-практического центра специализированных видов медицинской помощи разработали интеллектуальную систему диагностики опухолей в лёгких.

Разработанное программное обеспечение, которое можно установить на любом компьютере, всего за 20 секунд анализирует компьютерную томографию лёгких пациентов и выдает заключение в виде наглядно выделенной патологии. В честь писателя-фантаста Айзека Азимова учёные назвали систему Doctor AIzimov, где AI означает искусственный интеллект. В конце 2018 года были проведены испытания интеллектуальной системы, в ходе которых она проанализировала снимки компьютерной томографии 60 новых пациентов Онкоцентра.

По оценкам врачей, испытания прошли успешно, так как система обнаружила очаговые образования в лёгких даже малых размеров — около 2 миллиметров. Лев Уткин, руководитель проекта и заведующий Научно-исследовательской лабораторией нейросетевых технологий и искусственного интеллекта, рассказал что изначально алгоритм был настроен на поиск очагов от 6 миллиметров, так как этой тактики придерживаются и врачи, но система оказалась настолько способной, что нашла новообразования ещё меньшего размера.

Проект мультидисциплинарной группы специалистов получил поддержку Российского научного фонда, а технология определения опухоли с помощью метода хорд получила патент за рекордные 3 месяца. Этот метод заключается в том, что на снимке компьютерной томографии на поверхность опухоли случайным образом помещаются точки, которые потом соединяются отрезками — хордами. Гистограмма длин этих отрезков отражает форму и структуру опухоли.

Учёные обычно исследуют новообразование изнутри, но не менее важно, что окружает его снаружи. Для этого опухоль условно помещается в куб, а от его граней к поверхности новообразования проводятся перпендикуляры. Таким образом, вместо графически сложного и объёмного снимка компьютерной томографии (его размер может достигать 1 гигабайта) опухоль представляется в виде компактных и простых гистограмм, которые и анализирует Doctor AIzimov.

Прежде чем система начала работать, необходимо было научить ее определять новообразования и отличать злокачественные опухоли от доброкачественных. Для этого было использовано около 1000 снимков компьютерной томографии из баз данных LUNA 16 и LIDC. Сотрудники лаборатории создают и собственную базу данных LIRA — Lung Intelligence Resource Annotated, где на данный момент можно найти снимки около 250 пациентов. К середине 2019 года она увеличится в четыре раза.

Планируется, что снимки пациента по внутренней сети будут отправляться в суперкомпьютерный центр Политеха, где их обработка займёт уже не 20, а всего две секунды, после чего врач получит размеченное изображение и будет работать уже с ним, а не с объёмной компьютерной томографией, что сократит время анализа. После закрытых тестирований планируется открытое испытание системы, затем она будет внедряться в Онкоцентре. В дальнейшем учёные планируют привлечь другие медицинские учреждения, а также научить алгоритм анализировать УЗИ и рентгеновские снимки других внутренних органов.

www.popmech.ru