Новости

4 августа, 2021 08:16

Нейросеть научилась помогать в установке искусственного клапана в сердце

Источник: ТАСС
Российские ученые создали нейросеть, которая может помогать подбирать идеальное место для установки искусственного клапана в месте выхода аорты из сердца. Описание разработки опубликовал научный журнал Frontiers in Cardiovascular Medicine, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда. (Исследование поддержано грантом РНФ, – прим.ред. сайта rscf.ru)
Расположение точек-ориентиров, использованных для обучения математической модели. Источник: Danilov et al. / Front. Cardiovasc. Med., 2021.
Руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Овчаренко. Источник: Евгений Овчаренко.
Предложенное алгоритмом место установки искусственного аортального клапана. Источник: Danilov et al. / Front. Cardiovasc. Med., 2021.
Основные этапы эксперимента. Источник: Евгений Овчаренко.
3 / 4
Расположение точек-ориентиров, использованных для обучения математической модели. Источник: Danilov et al. / Front. Cardiovasc. Med., 2021.
Руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Овчаренко. Источник: Евгений Овчаренко.
Предложенное алгоритмом место установки искусственного аортального клапана. Источник: Danilov et al. / Front. Cardiovasc. Med., 2021.
Основные этапы эксперимента. Источник: Евгений Овчаренко.

"Наша нейросеть позволит создать виртуального робота-помощника, который будет помогать кардиологам при проведении сложных операций. Еще одна перспектива, которую открывает наше исследование, - разработка полностью роботизированных систем для установки имплантатов в аорту", – рассказал один из авторов работы, заведующий отделом НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (Кемерово) Евгений Овчаренко.

Созданные за последние годы нейросети могут выполнять нетривиальные задачи и "мыслить" творчески: например распознавать следы меланомы или очаги эпилепсии. Овчаренко и его коллеги приспособили нейросети для решения еще одной важной медицинской задачи – определения оптимального места для установки искусственного клапана там, где аорта выходит из сердца.

Как правило, врачи для этого анализируют снимки ангиографов – приборов, которые определяют форму и структуру сосудов с помощью рентгеновского излучения. Для увеличения контрастности снимков в организм пациента вводят токсичные вещества. В результате врачи не могут вести подобные наблюдения долго и полноценно контролировать процесс имплантации клапана.

Специалисты из НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний и Томского политехнического университета разработали нейросетевой алгоритм, который вычисляет своеобразные "ориентиры" на снимках, которые помогают хирургам установить имплантат в нужный регион аорты.

Для обучения алгоритма ученые исследовали и разметили несколько десятков видеозаписей процесса имплантации искусственного клапана в аорту, в результате чего получилось около 3,5 тыс. снимков. Анализируя эти фотографии, программа должна была определить положение 11 ключевых точек на поверхности сосуда, клапана и системы его установки внутрь аорты.

Проверив результат обучения на неразмеченных снимках аорты, ученые выяснили, что в 95% случаев алгоритм определял положение этих точек корректно. При этом он мог выявлять их в режиме реального времени, что позволяет использовать подобные нейросети прямо при проведении операции по имплантации клапана. По словам Овчаренко, ученые разрабатывают новые версии алгоритма, которые будут адаптированы для работы с разными моделями клапанов.

19 октября, 2021
Смена профиля: препарат от ВИЧ эффективен против мышечной патологии
Противовирусный препарат алиспоривир может нормализовать состояние «энергетических станций» клеток —...
18 октября, 2021
Найден способ выявлять безопасные аномалии в числе хромосом у зародыша
Ученые НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН совместно с коллегами из Новосибирска разработал...