Ученые Объединенного института проблем информатики (ОИПИ) НАН Беларуси разработали веб-сервис и софт для поддержки диагностики в пульмонологии и онкологии, сообщает корреспондент агентства «Минск-Новости».
Анализ снимка — за 5 минут
О своей разработке рассказали младшие научные сотрудники лаборатории анализа биомедицинских изображений института Александра Косарева и Ахмедхан Раджабов.
— Наш программный комплекс позволяет за считаные минуты детально исследовать радиологические изображения легких, — объясняет А. Косарева. — С помощью методов искусственного интеллекта (ИИ) он распознает, классифицирует или выделяет участки изображений, ассоциированные с различными видами патологий в этом органе.
— Такие веб-сервисы в мире уже существуют, — дополняет коллегу А. Раджабов. — Уникальность нашей системы в том, что она «заточена» в первую очередь под население Беларуси. Представители разных народов отличаются друг от друга анатомически — в зависимости от условий внешней среды, климата, генетики и других факторов. Вариативность формы легких тоже присутствует. Все это определяет степень устойчивости или, наоборот, предрасположенности организма к развитию некоторых заболеваний. Затем с учетом этих факторов выполняется статистический анализ.
Поэтому ученые ОИПИ для создания программного комплекса использовали закрытый массив снимков легких из отечественных медучреждений — около 10 млн изображений. Это позволило адаптировать модель искусственного интеллекта под особенности населения Беларуси. Она уже работает в тестовом режиме на сервере института и доступна через интернет. Любой пользователь может зайти на сайт lungs.org.by и загрузить туда рентгенографическое изображение грудной клетки. Через несколько минут система выдаст на экране ответ о результатах исследования. Она предоставляет так называемое второе мнение для минимизации пропусков и повторяемости результатов. Окончательное заключение в любом случае формирует врач-рентгенолог.
Большие данные
— Узлы в легких могут быть доброкачественными и злокачественными. Поэтому достоинство нашего программного комплекса еще и в том, что он оценивает вероятность злокачественности обнаруженного в легких образования, — продолжает А. Косарева. — А уже окончательный диагноз дадут дополнительные анализы пациента, например результаты биопсии.
На рентгенографических изображениях веб-сервис ОИПИ позволяет обнаружить проявления туберкулеза, бронхита, пневмоний, локализации фокальных изменений (типа «матового стекла»). На изображениях компьютерной томографии ИИ находит признаки узелковых скоплений инфильтратов, фиброза, ателектаза, плеврита, пневмоторакса и каверн.
— Как внедрение вашей разработки в практику отечественного здравоохранения повлияет на качество медицинской помощи в нашей стране?
— Точность диагностики заболеваний легких сильно зависит от времени, которое врач может посвятить изучению снимка конкретного пациента, — поясняет А. Раджабов. — Большую роль играет и его практический опыт. Но вряд ли в Беларуси есть доктор, проанализировавший 10 млн снимков легких. Зато приложение на такой обширной базе национальных данных может очень быстро сопоставить их со снимком конкретного пациента и быстрее выявить патологию. Поэтому наши модели ИИ, встроенные в приложения, предназначены для упрощения работы медиков.
По мнению А. Косаревой, преимущество веб-сервиса также заключается в потоковом исследовании данных. Специалист может сразу отправить на сервер все снимки, которые ему необходимо изучить, а спустя определенное время забрать результаты.
Как все начиналось
По словам заведующего лабораторией анализа биомедицинских изображений ОИПИ НАН Беларуси кандидата технических наук Эдуарда Снежко, элементы этого программного комплекса стали создавать в институте около 15 лет назад. Сейчас происходит его переработка, приуроченная к большому обновлению всей информационной системы в республике. Модернизацию начали с базовой системы хранения и передачи данных, обеспечения безопасности на современном уровне. Далее будут созданы автоматизированные рабочие места врачей разных профилей, в том числе радиологов. Медицинские учреждения подключат к серверу ОИПИ НАН. Доктора смогут прямо из своего кабинета передать на него изображения, а затем получить на компьютер результаты исследования снимков искусственным интеллектом.
— В развитии веб-сервиса мы движемся сразу по двум направлениям, — подчеркивает Э. Снежко. — Первое — для жителей Беларуси. Второе — для взаимовыгодного сотрудничества с представителями других стран. Поэтому расширяем базу международных данных по снимкам грудной клетки. По кавернам в легких получили набор изображений из Грузии. Это одно из немногих государств, где выполняют извлечение каверн из легких посредством хирургической операции. И мы пытаемся сопоставить проявления таких каверн на изображениях КТ с тем, что обнаруживают их хирурги. Также несколько лет назад большое тестирование нашего программного комплекса выполнили коллеги из Татарстана — технические специалисты и врачи-радиологи. Из этого региона около полугода нам присылали снимки грудной клетки, а потом оценивали результаты, полученные нашей системой. Сейчас мы подключились к международному сообществу по борьбе с туберкулезом и получаем данные компьютерной томографии от них.
— Такое сотрудничество позволяет налаживать связи с клиниками и университетами разных стран, — поясняет А. Косарева. — В дальнейшем оно приносит проекты с финансированием Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований, Государственного комитета по науке и технологиям и других крупных организаций.
Совершенно секретные данные
Э. Снежко отмечает, что пока интерфейс веб-сервиса на английском языке. На сервере ОИПИ программный комплекс доступен в интернете всем желающим из любой точки мира в академическом режиме. Открывать его удобнее с компьютера. Человек заходит на сайт под личной учетной записью и видит результаты только своих снимков. Он может забрать результаты анализа, а затем удалить их с сервера института. Ответственность за безопасность персональных данных при загрузке изображений пока возлагается на пользователя. У него есть возможность предварительно самостоятельно вычистить из данных все свои персональные сведения. В большой автоматизированной системе вопросы безопасности персональных данных будут решены на профессиональном уровне.
Справочно
За свою разработку А. Косарева и А. Раджабов удостоены звания лауреатов выставки-конкурса «100 инноваций молодых ученых» 2024 года.
Фото Юрия Мозолевского
