Рассказываем об изобретении студентов Санкт-Петербургского Политехнического университета имени Петра Великого, которое в разы ускоряет диагностику рака легких.
Тревожная статистика
Рак лёгких — одно из самых смертельных заболеваний в мире. Ежегодно диагностируется около 2,2 миллиона случаев заболеваний им. В мировой статистике рак лёгкого занимает второе место после рака молочной железы.
Но что из себя представляет рак лёгких? Это злокачественное образование в тканях легких, вызванное неконтролируемым ростом патологических клеток — таких клеток, которые под воздействием различных неблагоприятных факторов из обычной нормальной клетки человеческого организма преобразовались в нехарактерные. Заболевание наносит тяжелый урон здоровью и может привести к смерти.
Особенности диагностики
С раком легких, который так распространён, 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 легких 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. Поскольку симптомы рака лёгких обычно не проявляются до поздних стадий болезни, скрининг для профилактики, так и для пациентов с высоким риском особенно важен.
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 легких 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 компьютерных томографий 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, а 2 секунды. Это сократит время анализа и постановки диагноза, что повлияет на ход лечения и может понизить смертность от рака лёгких и спасти немало жизней разных людей.
Автор текста и карточек: Виталий Чумилин, 8 «Е»
