Рассказываем об изобретении студентов Санкт-Петербургского Политехнического университета имени Петра Великого, которое в разы ускоряет диагностику рака легкого.
Тревожная статистика
Рак лёгкого — одно из самых смертельных заболеваний в мире. Ежегодно диагностируется около 2,2 миллиона случаев заболеваний им. В мировой статистике рак лёгкого занимает 2 место после рака молочной железы.
Но что из себя представляет рак лёгкого? Это злокачественное образование в тканях легких, вызванное неконтролируемым ростом патологических клеток — таких клеток, которые под воздействием неблагоприятных факторов из обычных нормальных клеток человеческого организма преобразовались в нехарактерные. Заболевание наносит тяжелый урон здоровью и может привести к смерти.
Особенности диагностики
С раком легкого раннее обнаружение играет решающую роль, и все улучшения в этом процессе спасают множество жизней. Прогресс в технологиях сейчас позволяет использовать компьютерную томографию (КТ) с низкой дозой излучения для диагностики рака на очень ранней стадии, когда он хорошо поддается лечению.
Компьютерная томография создаёт поперечные изображения, используя несколько рентгеновских измерений, взятых под разными углами. Технология может показать форму, размер и положение опухоли, а также увеличенные лимфоузлы, которые могут содержать метастазы.
Система Doctor AIzimov
На помощь пришла необычная система — выпускники Санкт-Петербургского Политехнического университета имени Петра Великого (СПБПУ) совместно с врачами Санкт-Петербургского клинического научно-практического центра специализированных видов медицинской помощи (Онкоцентра) создали систему диагностики опухолей легких, которую назвали в честь писателя-фантаста Айзека Азимова — Doctor AIzimov (AI — Artificial Intelligence, то есть искусственный интеллект).
Как же работает эта система? В основе лежит метод хорд. На снимке компьютерной томографии на опухоль случайным образом помещаются точки, которые соединяются отрезками — хордами. Данные записываются в столбчатую диаграмму длин этих отрезков, которая отражает форму и структуру опухоли. Вместо графически сложного и объемного снимка она отображается компактно, что упрощает задачу для врачей.
Системе нужно 20 секунд, чтобы проанализировать данные КТ и выдать заключение о патологии.
Система была испытана на тысяче снимков из разных баз данных, на которых смогли отличить злокачественные опухоли от доброкачественных.
Кроме того, разработчики проанализировали 60 снимков КТ новых пациентов Онкоцентра. По оценкам врачей, испытания прошли успешно. Учёные создали даже чересчур успешную систему, так как Doctor AIzimov смог обнаружить опухоли малых размеров (до 2 мм), хотя изначально система была запрограммирована на поиск патологий от 6 мм.
В дальнейшем снимки планируют отправлять в суперкомпьютерный центр «Политехнический», где их обработка займет не 20 секунды, а всего 2. Это сократит время анализа и постановки диагноза.
Если разработка будет массово внедрена, то искусственный интеллект может понизить смертность от рака лёгкого и спасти немало жизней.
Автор текста и карточек: Виталий Чумилин, 8 «Е»