Ученые Сколковского института науки и технологий создали первый прототип медицинской системы визуализации, основанной на использовании нейронных сетей для анализа изображений вен в ближнем ИК-диапазоне и проецирования венозного рисунка на тело пациента. Новый метод поможет упростить забор венозной крови и снизить ощущения дискомфорта у пациентов. Результаты исследования опубликованы в сборнике трудов XVI Международной конференции по управлению, автоматизации, робототехнике и техническому зрению (ICARCV).
В 45% случаев забор крови вызывает определенный дискомфорт у пациентов в силу различных причин, затрудняющих доступ к венам. Исследователи из Сколтеха разработали интеллектуальный сканер вен ближнего ИК-диапазона, при помощи которого можно достаточно точно определять контуры вен, причем делать это в полностью автоматическом режиме без использования каких-либо пользовательских данных. Для решения этой задачи исследователи использовали искусственные нейронные сети и методы обучения с подкреплением, что позволило более тщательно проанализировать изображения и спроецировать их на тело пациента, получив средство для визуализации вен с учетом особенностей комплекции и положения пациента.
«Хотя инфракрасные сканеры вен уже широко применяются в клинической практике, наш сканер стал первой разработкой, основанной целиком и полностью на передовых методах ИИ: одна нейронная сеть отвечает за шумоподавление и обработку ИК-сигнала, вторая определяет контуры вен, а третья постоянно следит за тем, чтобы контуры вен, проецируемые на руку пациента, совпадали с их фактическими контурами. Нам оставалось лишь на этапе обучения объяснить системе, “что такое хорошо и что такое плохо”. Все остальное нейронные сети сделали сами: автоматически нашли оптимальные настройки для новых пациентов, определили внешние условия и даже отследили искажения, в том числе и те, с которыми система ранее не сталкивалась», — рассказывает руководитель проекта Дмитрий Дылов.
Исследователи создали прототип устройства и провели эксперименты для проверки его работоспособности. Тесты показали, что сканер способен обнаруживать венозный рисунок в ближнем ИК-диапазоне, а затем проецировать его в виде изображения на руку пациента. Благодаря компактности и гибкости устройство может визуализировать не только вены предплечья, из которых обычно производится анализ, но и вены на других частях тела, что необходимо для иных клинических задач, например для установки катетера.
Анализ крови при помощи нового устройства выполняется следующим образом: пациент кладет руку под устройство, которое менее чем за 1 секунду находит вену и проецирует ее на предплечье пациента. Сканер может масштабироваться для использования на других частях тела, а также применяться в ветеринарных клиниках для выполнения сложных проколов вен у животных.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
