Sztuczna inteligencja w służbie zdrowia pomaga nie tylko w prowadzeniu badań, ale także w rozwiązywaniu codziennych problemów specjalistów medycznych, na przykład w stawianiu diagnozy i leczeniu. O tym, jak studenci i nauczyciele VSU im. P. M. Maszerowa pracują nad projektami medycznymi, dowiedzieliśmy się podczas wizyty na uniwersytecie.

Pracownica Witebskiego Uniwersytetu Medycznego, Arina Kabanova, doradza studentom VSU przy opracowywaniu projektu AI dla dentystów

Dwa lata temu uczelnia po raz pierwszy przyjęła studentów na specjalności z pogranicza informatyki i medycyny „Systemy i technologie informacyjne w ochronie zdrowia”. Jestem przekonany, że ten kierunek jest jednym z najbardziej obiecujących Dziekan Wydziału Matematyki i Technologii Informacyjnych VSU Elena Zalesskaya:

– Nasi studenci i nauczyciele od dawna prowadzą prace badawcze z zakresu zastosowań systemów i technologii informatycznych w medycynie. Wraz z wprowadzeniem nowej specjalności praca ta osiągnęła wyższy poziom. Studenci, otrzymując niezbędną bazę wiedzy medycznej, tworzą oprogramowanie dla zakładów opieki zdrowotnej i uczelni medycznych, w tym z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.

Obecnie uczelnia posiada cztery opracowania AI w medycynie na różnym etapie gotowości do diagnostyki z wykorzystaniem cyfrowych obrazów chorób układu krążenia, onkologicznego, stomatologicznego i narządów wewnętrznych. Metody opierają się na modelowaniu matematycznym i sztucznych sieciach neuronowych. Kierownik Katedry Programowania Stosowanego i Systemowego w VSU Elena Korchevskaya wyjaśnia zasadę działania:

– Szkolimy sztuczną inteligencję w rozpoznawaniu chorób na podstawie obrazów cyfrowych. Wrzucamy do bazy zdjęcia zdrowych i chorych narządów, pokazujemy, które są dobre, a które złe, czyli trenujemy je tak samo jak zwykłych ludzi. W rezultacie po otrzymaniu świeżego obrazu program stawia diagnozę.

Zespołem programistów VSU kieruje Elena Korchevskaya

Dziesięć lat temu Elena Alekseevna wraz z Witebską Akademią Weterynaryjną opracowała projekt mający na celu diagnostykę chorób wywoływanych przez obiekty parazytologiczne. Dowiedziawszy się o tym na wystawach rozwoju na Uniwersytecie Państwowym w Woroneżu i innych instytucjach, organizacje zaczęły oferować współpracę.

Elena Korchevskaya kieruje zespołem studentów, studentów i absolwentów, którzy tworzą i szkolą sieci neuronowe do diagnozowania różnych chorób. Jednym z takich projektów jest program do diagnostyki chorób narządów wewnętrznych za pomocą ultradźwięków. Sieć neuronowa trenuje się na danych ultradźwiękowych dostarczonych przez Katedrę Chorób Wewnętrznych i Diagnostyki Ultrasonograficznej Witebskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego.

Projekt „Diagnostyka chorób serca z wykorzystaniem cyfrowych obrazów elektrokardiograficznych” – praca zbiorowa studenci Milana Bogatyreva, Ivan Zalessky, Pavel Kanashevich, Polina Kuznetsova i Igor Orech. Chłopaki pobierają EKG z otwartych źródeł, a doradzają im lekarze nauk medycznych z VSU. Milana mówi:

– Na podstawie kardiogramów program stawia diagnozę „zawału serca” i widzi inne odchylenia od normy. W przyszłości będziemy ją szkolić w zakresie diagnozowania innych chorób. Planujemy nawiązać współpracę z kardiologami i stworzyć podobną aplikację mobilną, aby każdy mógł z niej korzystać.

Zdaniem autorów opracowanie to pozwoli uniknąć kosztownych badań laboratoryjnych, ograniczy środki na diagnostykę i zmniejszy śmiertelność z powodu chorób układu krążenia.

Wspólnie z firmą VSU podjęto kolejny rozwój sztucznej inteligencji w VSU Kierownik Katedry Chirurgii Szczękowo-Twarzowej i Stomatologii Chirurgicznej z kursem FPC i PC Witebskiego Państwowego Orderu Przyjaźni Narodów Uniwersytetu Medycznego Arina Kabanova:

– Zęby mądrości mają różną lokalizację, dlatego ich usunięcie jest czasami trudnym zadaniem klinicznym. Decyzję o taktyce pracy z takim zębem należy ocenić kompleksowo i przewidzieć prawdopodobieństwo ewentualnych powikłań. Sztuczna inteligencja pomoże Ci to zrobić szybko i bez błędów.

Rozpoczęto prace nad programem do diagnozowania chorób na podstawie panoramicznego obrazu szczęki studenci trzeciego roku Iwan Gawruchenko i Aleksander Katorżewski. Aleksander wyjaśnia:

– Trenujemy sieci neuronowe na płaskich panoramicznych zdjęciach rentgenowskich. W przyszłości chcemy rozpocząć badania obrazów 3D uzyskiwanych z tomografii komputerowej szczęk. Pomoże to zbadać ząb ze wszystkich stron, pociąć go na warstwy i odpowiednio postawić dokładniejszą diagnozę. I nie chodzi tu tylko o zęby mądrości.

Program został przetestowany w klinice stomatologicznej uniwersytetu medycznego. Arina Kabanova spodziewa się, że jeśli zostanie szeroko wdrożona w praktyce, rozwój ten poprawi jakość i efektywność pracy chirurgów dentystycznych. Pozostałe projekty wymagają jeszcze sprawdzenia w praktyce.

Projekty uczniów i nauczycieli VSU dotyczące zastosowania metod sztucznej inteligencji w medycynie były prezentowane na konkursach regionalnych i ogólnopolskich. Na przykład diagnostyka chorób serca za pomocą EKG i chorób zębów za pomocą zdjęcia panoramicznego szczęki została wybrana do udziału w finałowej rundzie młodzieżowego projektu republikańskiego Białoruskiego Związku Młodzieży Republikańskiej „100 pomysłów dla Białorusi”. Elena Korchevskaya ze swoim projektem dotyczącym diagnostyki ultrasonograficznej otrzymała dyplom jako finalistka 14. Republikańskiego Konkursu Projektów Innowacyjnych w kategorii „Najlepszy projekt innowacyjny”. Jednak głównym celem nie są dyplomy. Elena Korchevskaya przedstawiła ostateczny cel wszystkich prac nad sztuczną inteligencją:

– Na razie pracujemy z płaskimi obrazami i fotografiami. Przykładowo zdjęcie USG przesyłane jest do komputera, gdzie następuje analiza sztucznej inteligencji. Naszym zadaniem jest zadbanie o to, aby diagnostyka odbywała się w czasie rzeczywistym.

DO MOMENTU

Rozwój AI VSU nazwany na cześć. P. M. Maszerow zainteresował się Rosją. Okręgowa Przychodnia Onkologii Klinicznej w Pskowie oczekuje na zakończenie prac nad projektem „Zautomatyzowane narzędzie do diagnozowania patologii szyjki macicy za pomocą cyfrowych obrazów badań histologicznych”, który jest finansowany i realizowany w ramach umowy handlowej z Pskowskim Uniwersytetem Państwowym. Zespół programistów VSU będzie kontynuował szkolenie sieci neuronowych z wykorzystaniem cyfrowych obrazów badań histologicznych dostarczonych przez przychodnię w 2024 r. Projekt ten pomoże szybko i trafnie postawić diagnozę, także na wczesnym etapie. Wczesne wykrycie poważnych chorób umożliwi podjęcie natychmiastowych działań i właściwe zaplanowanie leczenia. W przyszłości zamierzamy stworzyć aplikację, za pomocą której możliwe będzie dokonywanie różnorodnych diagnoz.