Ученые НГУ развивают методы компьютерного зрения для медицинской диагностики

Команда научных сотрудников Лаборатории аналитики потоковых данных и машинного обучения Механико-математического факультета Новосибирского государственного университета в составе: Тучинова Баира, Суворова Виктора и Лыу Минь Шао Кхуэ расширяют области применения искусственного интеллекта в медицинской диагностике. Ими уже разработан программный модуль распознавания и определения опухолей головного мозга на МРТ-изображениях. Ведутся исследовательские работы над проектом, связанным с определением очагов рассеянного склероза с медицинскими партнерами Центр рассеянного склероза, Международный Томографический центр СО РАН. Новый инициативный проект лаборатории направлен на разработку масштабируемых отечественных технологий искусственного интеллекта, способных распознавать метастазы и : туберкулез. В целом же проект направлен на разработку алгоритмов компьютерного зрения для диагностики нейроонкологических и инфекционных заболеваний (детектирование, сегментация, классификация и трекинг: в пространстве и времени) по данным комплекса методик компьютерной томографии и рентгенографии. Работа над ним проводится в рамках программы «Приоритет – 2030».

Партнерами исследователей в их работе над проектом стали несколько институтов и исследовательских учреждений: Новосибирский научно-исследовательский институт туберкулеза, Федеральный центр нейрохирургии, научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, Институт медицины и психологии  В. Зельмана, а также производители рентгеновских аппаратов и МРТ-комплексов.

— У нас уже есть предварительные разработки по данному направлению. Проблема заболеваемости туберкулезом остро стоит в Сибири и на Дальнем Востоке. Не меньшую актуальность имеют и другие серьезные патологии легких. Наш проект стартовал в июле этого года и пока находится на начальной стадии реализации. Сейчас мы работаем в сотрудничестве с Новосибирским научно-исследовательским институтом туберкулеза, помогаем его специалистам подготовить данные для обучения алгоритмов, вместе с ними создаем необходимую для этого базу данных. Налаживаем взаимодействие с производителями рентгенаппаратов и диагностических систем магнитно-резонансной томографии. Несколько таких предприятий заинтересованы в том, чтобы снабдить свою аппаратуру интеллектуальной начинкой. При взаимодействии с ними мы определяем контуры будущего продукта как для рентгенологов, радиологов и неврологов, так и для технических специалистов, которым предстоит настраивать оборудование. И эти контуры уже начинают просматриваться. Сначала в нашей лаборатории рассматривался вариант о программном модуле, интегрированном в оборудование, но сейчас мы задумываемся о создании программного обеспечения, которое могло бы применяться в любом лечебном и диагностическом медицинском учреждении при использовании уже имеющегося у него оборудования. Это будет способствовать его массовому применению, —  рассказал заведующий лабораторией Евгений Павловский.

Еще одна важная задача — научить искусственный интеллект распознавать и сегментировать на МРТ-изображениях и рентгеновских снимках области легких, ребер и позвонков, а также исследовать клинически значимые признаки и соотносить их с различными заболеваниями. Специалисты лаборатории хотят интегрировать все эти задачи в комплексное решение, чтобы искусственный интеллект выполнял рутинные задачи – отличал здоровые легкие от пораженных болезнью, находил локализацию патологических образований, очерчивал контуры очагов заболевания и определял их расположение относительно ребер и позвонков, «подсвечивал»  области особого внимания и «предлагал» возможный диагноз на основании опыта многих врачей, на котором и был обучен.

— Наш программный модуль не заменит врача. Мы убеждены — ставить диагнозы и назначать лечение должен только врач, а искусственный интеллект станет для него полезным «ассистентом» — предоставит информацию, сделает необходимые акценты, выделит значимые моменты. А дальше в процесс включится врач, опирающийся на свои знания, навыки, опыт и интуицию, — объяснил заведующий лабораторией.

Завершить работы по проекту и получить готовый программный модуль исследователи планируют в конце декабря этого года. Сейчас они исследуют доступные зарубежные наборы данных и адаптируют их к отечественным. Первые результаты получены и оцениваются исследователями, как положительные и представляющие интерес для дальнейшей работы. В процессе тестирования исследователи представят свои наработки по этому проекту, а также по проектам, реализованным ранее (в частности, по выявлению и классификации типов опухолей головного мозга посредством искусственного интеллекта), на Научно-производственном форуме «Золотая Долина», который состоится на площадке НГУ 1-2 ноября.