Шах и мат инсульту

Компьютеры предвидят инсульты и инфаркты: такую способность привили машинам белорусские ученые

Брестские ученые совместно с медиками разработали алгоритм, способный определять вероятностные и скрытые ишемические атаки. Проще говоря, научили компьютер на ранних этапах находить этих предвестников серьезных заболеваний сердца и головного мозга.


Корреспондент «Р» расспросила профессора Брестского государственного технического университета Владимира Головко о подробностях проекта, который связан с применением искусственного интеллекта.

Наука идет к практику


Двадцать лет назад компьютер обыграл Гарри Каспарова в шахматы. В прошлом году человечество попыталось взять реванш: Ли Се Доль, чемпион мира по сложной логической игре го, сел перед монитором с намерением доказать превосходство людей. И проиграл со счетом 4:1. Но даже до этого поединка многие всерьез опасались: научив «железо» думать, мы рискуем погубить самих себя.

Профессор
Владимир ГОЛОВКО

Профессор БГТУ Владимир Головко об «умных» программах другого мнения. Он возглавляет кафедру интеллектуальных информационных технологий и лабораторию «Искусственные нейронные сети» и часто объясняет студентам: когда одним лишь усилием собственного, то есть естественного, интеллекта человек не может решить поставленную задачу, на помощь приходит метод интеллекта искусственного.

Таким аргументом начинал Владимир Антонович разговор с врачами-неврологами  несколько лет назад на конференции в Минске. Практики сетовали, что затрудняются «выжать» дополнительную полезную диагностическую информацию из данных о пациентах. Профессор Головко, который на то время оперировал самыми актуальными мировыми достижениями в сфере искусственного интеллекта, обрисовал доступное решение. Предложил написать программу, которая выявляла бы вероятность возникновения транзиторной ишемической атаки у пациента и просчитывала бы пути развития процесса. Так как каждый человек болеет и поправляется сугубо индивидуально, «вкладывать» в систему следовало бы как можно больше сведений. В этом и заключается успех: подобно тому как компьютер научился выигрывать у человека в шахматы и го, запоминая и используя уловки противника из уже сыгранных партий, так и эта программа могла бы за счет пополнения сведениями выдавать все более и более точный результат. То есть обучать саму себя. 


Идею врачи восприняли настороженно. Ведь даже студент медицинского вуза знает, что самые современные руководства не содержат всех ответов на практические вопросы, которые возникают при лечении ишемических поражений мозга. Между тем врачи понимали, что своевременно распознать такую атаку и вероятность развития заболевания крайне важно для проведения профилактических мероприятий. Более того, процесс этот обратимый и может благополучно закончиться, как правило, в течение часа, если начать правильно действовать. Предложение звучало обнадеживающе.

Врач Елена АПАНЕЛЬ

Так между БГТУ и РНПЦ неврологии и нейрохирургии завязалась научно-практическая дружба. Врачи Александр Мастыкин и Елена Апанель собирали данные о пациентах. Владимир Головко вникал в медицинскую тематику, подбирая логический узор будущего метода. Переложить на язык программирования информацию несложно. Труднее понять, так сказать, «мышление» болезни, считает профессор:

— Отличительная черта разработок по искусственному интеллекту заключается в их способности генерировать гипотезы. В этом отношении особенность их работы заключается в схожести с обычным естественным обучением в приобретении знаний. Программа генерирует информацию, адаптируется сама и подчиняет исходные данные под цели, которые ставит человек. 

На основе полученных знаний она обобщает и переносит искусственно приобретенный интеллектуальный опыт на новую, не встречавшуюся ранее классификационную ситуацию. 

У каждого свой путь


Детально изучать состояние больных помогали учреждения здравоохранения: врачи собрали всю возможную информацию о более чем ста пациентах, перенесших транзиторную ишемическую атаку. Составили таблицы, разбили факторы на группы. Потом приступили к анализу наиболее информативных «жизнеспособных» признаков, вспоминает врач лечебной физкультуры РНПЦ неврологии и нейрохирургии Елена Апанель:

— Из 41 признака мы остановились на восьми наиболее эффективных, то есть позволяющих сформировать классификатор с достаточно приемлемой точностью диагностики. Приведу их: зрительные расстройства, снижение памяти, возраст начала курения, снижение трудоспособности, бессонница, боли в области сердца, характер головных болей и изменения на ЭКГ. 

Владимир Головко скромно уходит от ответа, сколько времени у него ушло на создание самого алгоритма. Зато с улыбкой отмечает, что его разработку уже успешно применяют как в РНПЦ неврологии и нейрохирургии, так и в Брестской областной больнице. Диагностика безболезненна, не требует значительных финансовых вложений. Данные со слов пациента вводят в программу, которая в режиме реального времени калькулирует риски и выдает «заключение». 


Заведующий неврологическим отделением Брестской областной больницы Татьяна Грига продолжает:

— Преимущество метода в том, что обычными лабораторно-клиническими методами предупредить эпизод транзиторной ишемической атаки и провести соответствующие лечебно-профилактические мероприятия невозможно. Актуален скрининг пациентов на вероятность развития заболевания. По данным ВОЗ, сосудистые заболевания головного мозга — одна из ведущих причин заболеваемости, смертности и инвалидизации во всем мире. Частота развития инсульта в нашей стране составляет 2—3 случая на 1000 человек населения. Такая методика включает прогнозную диагностику транзиторных ишемических атак, что позволяет своевременно назначать вторичную профилактику и уменьшить количество инсультов. Пациентам нашей больницы исследование проводят бесплатно.

Ишемию лучше предсказать


Врачи трактуют транзиторные ишемические атаки как важный признак, предвещающий тяжелый инсульт, но дающий шанс для своевременных профилактических мероприятий. Дело в том, что многие люди, подвергшиеся атакам, не придают внезапному сбою в организме должного внимания. Пребывают в так называемом суточном благодушии, наблюдая за необычным «поведением» внутри себя и надеясь, что странная симптоматика пройдет сама собой. Человек может и не догадаться, что на него обрушилась ишемическая атака. Некоторые исследователи утверждают, что такие атаки не распознают вовремя примерно 60% пациентов. Более того, одной из основных причин инфарктов мозга является именно она, патология, которая на начальных этапах проявляется транзиторными ишемическими атаками. 

— При этом риск развития инсульта составляет 4—8% в течение первого месяца и возрастает до 12% в течение года после атаки. Атаки могут предшествовать инфаркту мозга в 46% случаев, — озвучила данные исследований кандидат медицинских наук Елена Апанель. 

Владимир Головко обучил искусственный интеллект помогать врачам диагностировать ишемические атаки. Но с этого, похоже, его сотрудничество с врачами только начинается. Не так давно, и опять совершенно случайно, Владимир Антонович услышал, что считается невозможным определить зарождающийся в мозге очаг или множественные очаги эпилептиформной активности. В общем, вы, наверное, догадались: лаборатория «Искусственные нейронные сети», используя метод искусственного интеллекта, нашла решение и этой проблемы. Не за горами апробация компьютерной разработки. Но это уже совсем другая история.

hanna.petrachenka@yandex.ru

Фото из архива собеседников

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Версия для печати
Заполните форму или Авторизуйтесь
 
*
 
 
 
*
 
Написать сообщение …Загрузить файлы?