Врач-рентгенолог, заведующий отделением лучевой диагностики и компьютерной томографии Дамир Малеков и инженер центра цифровых технологий Петр Пузанов рассказали журналистам, как в Педиатрическом университете два года работали над получением данных для уникальной диагностической нейросети.
Собственно нейросеть создали в группе Yandex B2B Tech, а помогали в обучении студенты Школы анализа данных. В итоге за два года совместной работы была обучена уникальная и публичная нейросеть, которая уже помогает российским врачам оценить развитие мозга малышей в первые месяцы жизни.
- Диагностика заболеваний центральной нервной системы у младенцев – это пока сложная задача для врачей любого уровня. Расшифровка результатов МРТ головного мозга одного пациента длится несколько дней. Возникла задача: давайте придумаем программу, инструмент, который это может делать надежно и быстро. Яндекс предложил свои мощности и своих специалистов, а мы со своей стороны предоставили результаты обследования пациентов, массив за 6 лет, из которого мы вытащили примерно две тысячи снимков МРТ. Но нам нужно было не просто передать эти данные, а соответствующим образом их подготовить, разметить для компьютерной обработки. Эта работа сложная, она занимала много времени, поэтому мы, помимо разметки вручную, пользовались другими нейросетями. Они это делали неточно, но быстро. Так мы создавали полигоны к разделам мозга и потом правили их для того, чтобы продолжать обучение нейросети от Яндекс. Мы проводили обучение специалистов Яндекса, рассказывали им, что такое МРТ, как это работает, что такое Т1, Т2 изображения. А они нам рассказывали, как работают нейросети, что за данные нам нужно предоставить, как создать эти инструменты, где разместить, и как выдать результат для обучения, - объяснил суть совместной работы инженер центра цифровых технологий СПбГПМУ Петр Пузанов.
Когда рождается ребенок, у него формируются новые навыки и происходит так называемая миелинизация, процесс формирования миелиновой оболочки вокруг аксонов нервных волокон. Миелиновая оболочка выполняет функции изоляции, защиты, питания аксонов и ускорения передачи нервных импульсов, что необходимо для нормальной работы нервной системы. Процесс начинается в эмбриональный период и продолжается на протяжении всей жизни, завершаясь в возрасте 5–7 лет, объяснили специалисты. Именно структуру миелиновой оболочки, белые и серые зоны головного мозга на снимках МРТ, исследует нейросеть при постановке диагноза.
- Новые навыки у младенцев формируются постепенно, с каждым днем, неделей, месяцем и в связи с этим меняется и структура головного мозга, то есть изменяются особые параметры, Т1, Т2. Изображения и существующие инструменты для оценки сегментации головного мозга адаптированы только для взрослых и на созревший головной мозг. Для детей такого инструмента ранее не было, и поэтому каждый врач-рентгенолог или специалист по неврологии и другие специалисты сталкиваются с проблемой оценки структуры головного мозга. Оценка длится долго, несколько дней как минимум. А чем раньше будет поставлен правильный диагноз, тем быстрее, легче, и с меньшими осложнениями мы можем вылечить пациента или скорректировать лечение на ранних этапах. Поэтому подобная нейросеть существенно поможет многим врачам в успешном лечении маленьких пациентов, - рассказал врач-рентгенолог Дамир Малеков.
В перспективе программа позволит оценить развитие мозга в динамике и значительно ускорить получение результатов исследования, чтобы принять решение о терапии. Это особенно важно при подозрении на патологию центральной нервной системы, в том числе ДЦП. Патология развивается в 2-3 случаях на 1000 новорожденных и является одной из основных причин детской инвалидности. Если болезнь удается выявить в первые месяцы жизни, то эффективность терапии повышается, а у пациента улучшается прогноз по восстановлению.
Работа над проектом еще не закончена, специалисты продолжают обучать нейросеть на все новом и новом материале. Есть также идея объединить усилия с зарубежными научными учреждениями, и таким образом получить универсальный диагностический инструмент, который смогут использовать врачи в любой точке планеты.