Нейросети научили определять патологии, грозящие слепотой

Специалисты создали датасет с широким перечнем заболеваний Специалисты из  России, Германии и  Австралии создали датасет офтальмологических заболеваний: собрали базу снимков оптической когерентной томографии (ОКТ)  — метод диагностики, широко используется в  офтальмологии; позволяет визуализировать слои сетчатки с  гистологической точностью, на  ранней стадии выявлять патологию. У  группы исследователей получился второй по  величине в  мире и  первый по  количеству заболеваний подобный датасет. Он, с  одной стороны, поможет врачам принимать решение о  лечении, а  с  другой  — может сделать более доступным и  быстрым лечение социально значимых заболеваний глаз. База данных зарегистрирована и  запатентована, доступна для скачивания . Описание датасета и  результаты тестирования на  двух нейросетях исследователи опубликовали в  журнале Scientific Data. Работа выполнена при финансовой поддержке по  программе «Приоритет-2030».

«Мы  создали описанный и  размеченный датасет снимков оптической когерентной томографии. Снимки собирали на  протяжении нескольких лет в  екатеринбургской офтальмологической клинике. Набор данных состоит из  записей ОКТ пациентов с  такими патологиями, как возрастная макулярная дегенерация, диабетический макулярный отек, изменения эпиретинальной мембраны, окклюзия артерий или вен сетчатки, заболевание витреомакулярного интерфейса. Это первый датасет ОКТ-снимков в  мире с  таким количеством болезней. Мы  надеемся, что он  поможет построить систему поддержки принятия решений более качественно и  точно, а  другие исследователи будут использовать нашу базу данных для построения более сложных сетей»,  — рассказывает доцент кафедры информационных технологий и  систем управления УрФУ Василий Борисов.

Датасет исследователи проверили на  двух широко используемых нейросетях  — VGG16 и  ResNet50, которые являются признанными индустриальными стандартами в  системах компьютерного зрения. Предварительно они обучили нейросети на  самой крупной базе данных китайских офтальмологов (содержит более 200  тыс. широко распространенных заболеваний). Затем загрузили собственный датасет с  2064  ОКГ снимками с  патологиями.

«Вначале надо было научить нейросети выделять базовые особенности изображения, то  есть регулярные признаки. Затем мы  уточнили результат работы нейронной сети для конкретных классов заболеваний, показывая уже нужные примеры. В  итоге нейросети смогли определять по  снимкам распространенные и  не  очень заболевания. К  примеру, по  возрастной макулярной дегенерации мы  получили высокую точность диагноза  — 97  %. По  окклюзии вен сетчатки  — 60–65%. Процент точности определяется в  том числе распространенностью заболевания  — чем больше кейсов для обучения нейросети, тем выше процент точности диагноза. Над этим мы  продолжим работать. Постараемся расширить базу данных в  отношении редких заболеваний, включая наследственную дистрофию сетчатки глаз, ретинопатию недоношенных и  другие состояния, угрожающие зрению»,  — объясняет Василий Борисов.

Возрастная макулярная дегенерация  — распространенное заболевание, которое встречается у  пациентов в  возрасте от  55  лет, поясняет главный врач клиники экспертной офтальмологии «Профессорская плюс» Анастасия Никифорова. По  ее  словам, только 10–15 лет назад в  мировой офтальмологии появились методы молекулярной терапии этого заболевания. Ранее пациенты попросту теряли зрение. И  чем раньше выявлена болезнь и  показания к  старту активной терапии, тем лучше прогнозы самого лечения, добавляет врач.

«Обученная нейросеть может быть хорошим помощником для более быстрой постановки диагноза и  определения показаний к  старту лечения заболевания. Но  главное  — она может быть полезна в  условиях надвигающегося дефицита кадров. Поясню: томографы есть и  в  частных, и  в  государственных клиниках. К  примеру, в  Екатеринбурге их  примерно один на  100  тыс. жителей. Но  работать со  снимками и  понимать, что на  них, может небольшое количество офтальмологов, специализирующихся на  заболевании сетчатки глаза. Даже в  Екатеринбурге наблюдается дефицит таких специалистов. Кроме того, оптический когерентный томограф  — это компактное устройство, которое может перемещаться по  удаленным районам страны для проведения скрининга населения и  отбора пациентов на  углубленную диагностику у  узких специалистов в  офтальмологии»,  — поясняет Анастасия Никифорова.

Новая база данных и  обученные нейросети могут помочь определить, в  норме состояние глаз или нет, а  также подсказать, какие могут быть патологии.

«Конечно, вести пациента будет врач, но  нейросеть может помочь быстрее заподозрить опасный диагноз и  организовать быструю маршрутизацию пациента в  частную или государственную специлизированную клинику, что впоследствии поможет сохранить максимальное качество зрения и  жизни пациента,  — добавляет Анастасия Никифорова. —  Идеальный вариант  — если в  томографы будет „вшито“ программное обеспечение, которое подскажет, что на  100 из  10  тыс. снимков, выполняющихся за  одно исследование, есть проблема, на  которую стоит обратить внимание и  существует высокая вероятность какого-то заболевания. Мы  стремимся к  этому».

Отметим, клиника экспертной офтальмологии «Профессорская плюс» является образовательной базой подготовки медицинских кадров Уральского государственного медицинского университета и  Свердловского областного медицинского колледжа.

Справка

Аналитики ВОЗ отмечают: заболевания глаз и  нарушения зрения широко распространены и  слишком часто остаются без лечения. По  данным ООН, в  2020 году во  всем мире по  меньшей мере 2,2 млрд человек жили с  той или иной формой нарушения зрения, и  из  них как минимум 1  млрд человек страдал нарушениями зрения, которые можно было  бы предотвратить или устранить.

Как правило, распространенность нарушения зрения не  является одинаковой. Это бремя в  большей степени ложится на  страны с  низким и  средним уровнем дохода, пожилых людей и  сельские общины. Прогнозы свидетельствуют, что в  ближайшие годы во  всем мире потребность в  офтальмологической помощи будет больше из‑за роста численности и  старения населения, а  также изменений в  образе жизни.

По  приблизительным оценкам ВОЗ, 11,9 млн человек в  мире страдают умеренным или тяжелым нарушением зрения или слепотой по  причине глаукомы, диабетической ретинопатии и  трахомы, которые можно было  бы предотвратить. На  профилактику только этих случаев нарушения зрения понадобилось  бы 32,1 млрд долларов США.

Анна Маринович

Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».

Ещё новости о событии:

Определять опасные заболевания глаз научили нейросети. Специалисты из России, Германии и Австралии создали датасет офтальмологических заболеваний: собрали базу снимков оптической когерентной томографии  — метод диагностики,
17:30 18.04.2024 Уральский рабочий - Екатеринбург
Специалисты создали датасет с широким перечнем заболеваний Специалисты из России, Германии и Австралии создали датасет офтальмологических заболеваний: собрали базу снимков оптической когерентной томографии (ОКТ) — метод диагностики,
14:01 18.04.2024 УрФУ им. Б.Н.Ельцина - Екатеринбург
 
По теме
В середине мая состоялся первый в этом году выезд специалистов Свердловской областной клинической больницы №1 в рамках работы лечебно-профилактического комплекса «Диамобиль».
Прокуратура Свердловской области провела проверку исполнения законодательства при обеспечении несовершеннолетних пациентов лекарственными препаратами, необходимыми им по жизненным показаниям.
Выплаты для отдельных категорий свердловских врачей выросли с 18,5 до 50 тысяч рублей Средства для повышения верхней границы социальных выплат свердловских медиков будут взяты из регионального бюджета Фото:
Медики детской больницы Нижнего Тагила получили благодарственные письма ЗакСо Торжественное вручение благодарственных писем девяти медикам Детской больницы Нижнего Тагила прошло 23 мая 2024 года в поликлинике на Вагонке.
Благодаря региональной программе борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями национального проекта «Здравоохранение» врачи Верхнепышминской центральной городской больницы установили жителям различных муниципалитетов Свер
Квест для старших воспитателей дошкольных образовательных учреждений - Управление образованием 23 мая 2024 года на территории МБДОУ ПГО «Детский сад № 28» состоялся квест для старших воспитателей дошкольных образовательных учреждений Полевского городского округа «А МЫ – ТУРИСТЫ,
Управление образованием
Внимание! Изменения в афише на 12 июня - Объединенный музей писателей Урала Уважаемые зрители! Обратите внимание на изменения в афише на июнь — 12 июня (праздничный выходной) в 17:30 вместо спектакля ВОЛКИ И ОВЦЫ сыграем ВАРШАВСКУЮ МЕЛОДИЮ.
Объединенный музей писателей Урала
Спасибо за ваше мастерство - Газета Голос Верхней Туры Автор: Ирина АВДЮШЕВА    |    Фото: из архива ГЦКиД 18 мая прошел концерт коллектива народного танца Нины Хисамутдиновой и хора русской песни под руководством Ларисы Мантуровой.
Газета Голос Верхней Туры
Дом детского творчества: 60 лет сердцем с нами - Газета Новый Качканар В доме детского творчества талантливы все — и дети, и педагоги История качканарского Дома детского творчества — пример того лучшего, чем может гордиться система дополнительного образования Качканара.
Газета Новый Качканар