Рентген нового покоління. ШІ навчили діагностувати хвороби серця за одним лише знімком

Новий інструмент, що поєднує в собі простоту рентгена грудної клітки та складність штучного інтелекту, дає змогу по-новому підійти до ефективної діагностики захворювань серця.

Група дослідників використовувала передову методику штучного інтелекту (ШІ), яка називається глибоке навчання, щоб перетворити звичайний медичний рентген грудей на щось незвичайне, допомагаючи йому діагностувати серцеві захворювання з підвищеною точністю. Цей метод може зробити оцінку стану серця більш швидкою і точною, ніж будь-коли раніше, пише New Atlas.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Отже, в чому ж проблема нинішніх підходів у діагностиці захворювань? Рентгенографія грудної клітки — звичайна та проста справа, і її часто використовують для виявлення захворювань легенів і серця. Але проблема в тому, що вона показує лише статичне зображення та нічого не говорить про те, наскільки добре працює серце. Щоб зрозуміти це, лікарі зазвичай вдаються до тесту, званого ехокардіограмою, який часто скорочують до "ЕХО".

Ехокардіограма перевіряє, наскільки ефективно працює серце та чи немає проблем із клапанами в камерах серця. Щоб серце ефективно перекачувало кров, ці клапани мають працювати ідеально. Будь-яка несправність може призвести до перевантаження серця, до таких серйозних захворювань, як серцева недостатність або навіть до раптової смерті. Але тут виникає ще одна проблема — ехокардіографію не може зробити будь-який медичний працівник, для цього потрібен фахівець.

Для вирішення цієї проблеми вчені вирішили використовувати інший підхід. Вони навчили модель штучного інтелекту з глибоким навчанням, яка імітує роботу нашого мозку, використовувати рентгенівські знімки грудної клітки для детальної діагностики серця. ШІ з глибоким навчанням здатний розпізнавати складні закономірності в зображеннях, звуках та інших типах даних і давати проникливі прогнози.

Для навчання цього ШІ команда використовувала масивний набір даних, що містить 22 551 рентгенівський знімок грудної клітки, пов'язаний із такою самою кількістю ехокардіограм майже 17 000 пацієнтів із чотирьох медичних установ, зібраних у період із 2013 до 2021 року. Ідея полягала в тому, щоб дозволити ШІ вивчити зв'язки між цими двома типами даних, знизивши ймовірність упередженості в цьому процесі.

Ця нова методика виявилася на рідкість ефективною. ШІ зміг точно визначити шість типів вальвулярних захворювань серця. Для оцінки ефективності його роботи дослідники використовували систему оцінок, звану "площа під кривою", яка оцінюється від 0 до 1, де 1 є найкращим показником. ШІ набрав від 0,83 до 0,92 бала, що є досить разючим результатом.

Дайю Веда, провідний автор дослідження, каже, що це дослідження має великий потенціал. Воно може не тільки підвищити ефективність діагностики, а й допомогти в тих випадках, коли фахівці не завжди доступні. Це може виявитися життєво важливим в екстрених ситуаціях у нічний час або для пацієнтів, яким складно пройти ехокардіографію. Якщо розробка отримає зелене світло та на допомогу лікарям прийде ШІ, то скромний рентгенівський знімок грудної клітини може стати тим самим медичним супергероєм, який рятує мільйони людей у момент, коли дорога кожна секунда.

Раніше Фокус писав про розробку крихітного імпланта, здатного виявляти й лікувати аритмію. Новий графеновий серцевий імплантат легко коригує аномальні ритми за допомогою світла.

Також Фокус писав про причину пошкодження серця під час лікування раку. Дослідники стали на крок ближче до усунення серйозного побічного ефекту під час лікування недуги.