Студент БГМУ создал уникальную нейросеть, которая распознает бессимптомную пневмонию

Легкие ответы на сложные вопросы

Модель, которая распознает бессимптомную пневмонию, впервые в нашей стране создал студент Белорусского государственного медицинского университета. Десять снимков легких в секунду. С такой скоростью анализирует данные нейросеть для автоматической классификации рентгенограмм органов грудной клетки. Ее разработал студент пятого курса педиатрического факультета. Модель работает в разы быстрее врача и экономит особенно ценное в условиях эпидемии коронавируса время. Автор проекта Андрей Капитонов рассказал корреспонденту «Р», как его разработка помогает минским больницам в борьбе с COVID-19.

Андрей КАПИТОНОВ со своей разработкой.

Десять снимков в секунду

Большой объем рентгенограмм органов грудной клетки обрабатывают врачи-рентгенологи во время эпидемии коронавирусной инфекции. По нормативам на анализ снимка отводится до трех дней. За такой срок в случае коронавирусной пневмонии состояние пациента может значительно ухудшиться. 

Нейросеть для автоматической классификации рентгенограмм органов грудной клетки, которую создал Андрей Капитонов, изучает месячную норму снимков отделения меньше, чем за минуту. Его разработку уже используют в практике специалисты нескольких клиник Минска. За декабрь искусственный интеллект без участия врача обработал около 3000  рентгенограмм легких. 

— Нейросеть может анализировать десять снимков в секунду, — обращает внимание на возможности своей разработки Андрей. — Модель распределяет их по трем категориям: пневмония, иная патология или норма. До этого выставляется приоритет срочности в описании снимка, что позволяет назначить серьезное лечение как можно раньше. Нейросеть — это софт, который извлекает информацию из исходных данных, потом может переносить эти знания на новые. Собирали сведения из больниц Минска, потом их сортировали, то есть размечали по трем категориям, затем обучали модель на этих данных. У нас есть акт внедрения, который дает 91 процент точности по нашему решению. Обрабатываем снимки на оборудовании «Адани». 

Андрей Капитонов: «Рентгенология —интересная специальность. Ты не контактируешь с пациентом, но от тебя зависит многое».

Бессимптомная пневмония

Созданная нейросеть позволяет выявить пневмонию, которая протекает бессимптомно. 

— Рентгенограмма показывает воспаление, а симптомов еще нет. Нам врачи из отделения сообщали, что такие случаи были, — акцентирует разработчик. 

— Нейросеть способна вычислить, пневмония на снимке коронавирусная или другой природы? 

— Такую дифференцировку мы не проводим. Практического смысла в этом именно сейчас нет. Для подтверждения возбудителя необходимо проводить лабораторные исследования. «Эффект матового стекла» в легких, о котором говорят в связи с пандемией, характерен для всех атипичных пневмоний, вызываемых и другими возбудителями. Но по мере эпидемиологической необходимости в определенных условиях можно считать этот симптом признаком именно пневмонии из-за COVID-19. За время работы над этим проектом я для себя отметил, что идет очень много снимков с большой площадью поражения легких. В наборах данных за прошлые годы такого не наблюдалось. 

В период пандемии коронавирусной инфекции многие стремятся пройти КТ-исследование, не всегда доверяя рентгенограмме. Мой собеседник уверяет, что рентгенограммы не менее показательны в этой ситуации. Кроме того, рентгенографией в нашей стране можно охватить больше населения. 

— Использование рентгена дешевле в применении. КТ есть не везде, а рентген в каждом районном центре. И вопрос в том, чтобы прогнать всех через рентген, не стоит. Вопрос в массиве исследований. 

За декабрь мы получили около 3000 запросов на наш сервис из 4, 5, 6-й городских клинических больниц Минска, Минской городской клинической больницы скорой медицинской помощи, Минской городской детской инфекционной клинической больницы. 

Специалисты отправляют данные на наш сервис, где запущена модель. Она их принимает, проводит переработку, потом анализирует и отправляет результаты обратно адресату запроса без нашего участия. Если нейросеть определяет иную патологию, то доктор сам анализирует детально, что это. 

Изначально сервис был на платформе Amazon. Сейчас мы перевезли его в Беларусь. Нам очень помог холдинг IBA Group — резидент Парка высоких технологий. Сотрудники предоставили нам с большой скидкой хостинг здесь, скидка есть на аренду оборудования. Денег от гранта и конкурса хватит на зиму. А дальше нужно финансирование, чтобы проект жил. 

Мы подключаемся через интернет к серверу, делаем, что нам необходимо. Потом запускаем его снова. Система работает автономно. Мы только контролируем, собираем статистику, меняем модель по мере необходимости, совершенствуем ее. Стремимся повысить точность работы нейросети до 95 процентов. Но с теми задачами, которые стоят перед моделью сегодня, она справляется. 

kasiykova@sb.by

Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter