Исследователи разработали новый алгоритм, который покажет хирургам правильное расположение искусственного клапана в месте выхода аорты из сердца. Работа опубликована в журнале Frontiers in Cardiovascular Medicine. Новая технология поможет уменьшить количество погрешностей и повысит точность работы врачей.
Заболевания сердечно-сосудистой системы сегодня одни из самых распространенных в мире. Они становятся причиной почти трети смертей. Иногда лучший вариант лечения — хирургическое вмешательство. Например, стеноз аорты приводит к сильному уменьшению размера отверстия в клапане. Из-за этого кровь не поступает в органы в нормальном количестве. Самым эффективный метод лечения этого заболевания — установление протеза вместо старого клапана. Однако такая операция очень сложна. Дело в том, что необходимо не только аккуратно доставить имплант по сосудам к сердцу, но и установить его без смещений, ведь это может вызвать осложнения и даже смерть. Для того чтобы было легче ориентироваться, хирурги используют особые вещества, которые в рентгеновском излучении хорошо видны на экране ангиографа. Они «подсвечивают» кровь и помогают понять особенности и форму сосуда. Это сильно облегчает задачу хирургов. Однако эти вещества токсичны, поэтому врачи вынуждены уменьшать дозу и использовать такой метод как можно реже.
Ученые из Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (Кемерово) и Томского политехнического университета разработали нейросеть, которая будет помогать хирургам в проведении этой операции. Искусственный интеллект в реальном времени будет анализировать изображения, полученные операционным ангиографом. Этот аппарат врачи используют для того, чтобы определить место, где необходимо разместить искусственный клапан.
Сверхточная нейросеть может распознавать определенные объекты на медицинских изображениях. Для разработки алгоритма исследователи взяли видео настоящих операций, где хирурги устанавливают искусственный клапан. Это видео разделили на 3,5 тысячи изображений, большую часть которых использовали для тренировки алгоритма и примерно 20% — для отработки и проверки. На фотографиях исследователи отмечали 11 ориентиров: некоторые части аорты, искусственного клапана, элементы системы доставки. Так искусственный интеллект научился искать аналогичные точки в других изображениях.
Проверка алгоритма показала, что нейросеть способна находить ориентиры с точностью более 95%.
«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. Возможно, такие устройства будут с большей точностью и аккуратностью, чем человек, осуществлять хирургические манипуляции. В дальнейшем мы планируем проверить предложенный алгоритм на разных моделях искусственных сердечных клапанов, чтобы сделать его максимально универсальным», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Овчаренко, кандидат технических наук, заведующий отделом организации инновационных и клинических исследований, заведующий лабораторией новых биоматериалов НИИ КПССЗ.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
