На стыке медицины и ИИ
Проект молодых ученых ПетрГУ "Разработка программно-аппаратного комплекса, интегрирующего модель машинного обучения для распознавания паттернов кардиотокографии (КТГ) с веб-сервисом для загрузки данных" стал победителем конкурса грантов Главы РК.
Рассказать о разработке мы попросили Ульяну Таеву, студентку Медицинского института им. проф. А.П. Зильбера.
Ульяна, расскажите о сути вашего проекта.
Если говорить простыми словами, мы планируем создать цифрового помощника для врачей акушеров-гинекологов, который помогал бы оценивать сердечный ритм плода по плёнкам КТГ.
Это программно-аппаратный комплекс, по сути, система поддержки принятия врачебных решений. В неё входит модель машинного обучения, которая способна распознавать и анализировать паттерны на плёнках КТГ, и веб-сервис, через который врач может загрузить фотографию плёнки и получить готовое заключение. На выходе – стандартизированный ответ: норма или патология.
Мы хотим сделать так, чтобы оценка состояния плода во время беременности была более объективной и стандартизировать пренатальную диагностику (комплекс дородовых медицинских исследований). Сейчас врач смотрит на длинную бумажную ленту с кривыми – это кардиотокограмма (КТГ) – и визуально оценивает, всё ли в порядке. Проблема в том, что у разных специалистов мнения могут расходиться. Наш проект предлагает «второе мнение»: искусственный интеллект анализирует те же самые кривые и выдаёт чёткий вердикт. Это помогает врачу принимать более уверенные решения и снижает риск ошибок.
В чем заключается актуальность, практическая значимость данного аппаратного комплекса?
КТГ – золотой стандарт наблюдения за плодом, но у этого метода есть значительная ограничения. Во-первых, как я уже упомянула, это очень высокая субъективность – заключение сильно зависит от опыта врача. Кроме того, существующие автоматизированные системы по оценке КТГ достаточно дорогостоящи и недостаточно широко представлены в лечебно-профилактических учреждениях РК. Наш комплекс планируется как доступный онлайн-ассистент врача, который сможет обеспечить качественной пренатальной диагностикой женщин даже в самых отдаленных уголках нашего региона.
На какой стадии работа сейчас?
Мы собираем архив записей КТГ в Республиканском перинатальном центре им. К.А. Гуткина и готовимся к обучению модели. Когда комплекс будет готов, его смогут использовать в женских консультациях, родильных домах, частных клиниках. Врач сможет за пару минут загрузить фото плёнки и получить стандартизированное заключение. Это сэкономит время, снизит нагрузку на специалистов и поможет избежать лишних тревог или, наоборот, вовремя заметить проблему. Кроме того, система планируется как онлайн-веб-сервис, что предоставит возможность использовать её в отдалённых районах Карелии, где нет узких специалистов.
Можно ли назвать ваш проект междисциплинарным?
Да, проект междисциплинарный, и это его сильная сторона. В команде есть я и ещё два студента Медицинского института им проф. А.П. Зильбера – Дарья Шереметьевская и Анна Склярова, а также ординатор первого года обучения по акушерству и гинекологии – Юлия Бырдина. Мы отвечаем за клиническую часть: размечаем данные, формулируем требования врачей, будем проверять точность работы системы и внедрять её в больницах. Вместе с нами работает аспирант Физико-технического института Никита Малышев, который занимается технической частью – машинным обучением, разработкой алгоритмов и веб-сервиса. Без такого объединения знаний было бы сложно сделать продукт, который действительно нужен врачам.
Руководитель нашего проекта - Александр Анатольевич Ившин, кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии, дерматовенерологии Медицинского института им. А.П. Зильбера.
Вы выиграли грант. Какие планы и перспективы теперь относительно развития проекта?
Грант позволил нам чётко спланировать работу на ближайший год. Сейчас мы собираем и оцифровываем архив КТГ – нужно не менее 1000 записей. Параллельно проводим аналитический обзор литературы, чтобы выбрать лучшие подходы для обучения нейросети. После этого разработаем саму модель и веб-сервис, а затем протестируем прототип в реальных клиниках. В перспективе мы хотим выйти на коммерциализацию: предлагать доступ к сервису по подписке для медицинских учреждений и врачей, а также рассматриваем возможность интеграции технологии в портативные устройства для непрерывного мониторинга плода.
После окончания университета кем видите себя, планируете ли продолжать заниматься наукой?
Да, я хочу оставаться в практической медицине и в науке. Пока что в планах поступление в ординатуру по акушерству и гинекологии. Мне очень интересно развивать направления на стыке медицины и искусственного интеллекта. Я считаю, что такие проекты – это будущее здравоохранения, и хочу продолжать заниматься разработкой цифровых инструментов, которые помогают врачам принимать более точные решения.
Пресс-служба ПетрГУ
Фото из личного архива Ульяны Таевой
