Разработка нейросетей, которые, обучившись на размеченных медицинских данных, помогают врачам ставить диагнозы и даже вырабатывают рекомендации по лечению - одном из самых передовых направлений использования технологий искусственного интеллекта в медицине.  Проект такого рода недавно реализован студентами НИЯУ МИФИ.

Проект носит название «Интеллектуальный ассистент врача ультразвуковой диагностики узловых образований щитовидной железы». Как видно из названия, интеллектуальная система  помогает эндокринологам, классифицируя новообразования в щитовидной железе человека на основе снимков УЗИ. «Ассистент» классифицирует узловые образования на основе TI-RADS (Thyroid Imaging Reporting and Data System) –  международной стандартизированной системы описания и обработки данных лучевых исследований щитовидной железы

Система разработана студентами НИЯУ МИФИ при участии профессора ИИКС Константина Зайцева и преподавателя ВИШ Максима Дунаева под общим руководством директора ИФИБ Александра Гармаша. 

Партнером проекта выступил «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, специалисты которого не только консультировали разработчиков, но, что еще важнее, предоставили размеченные медицинские данные для обучений нейросети. Всего были использованы данные 137 пациентов, результаты диагностик которых вошли в обучающую выборку из 400 уникальных кинопетель (подборок из нескольких десятков снимков) и одиночных изображений. Перед передачей разработчикам все данные были обезличены.

С технической точки зрения в основу «Ассистента» были положены архитектуры нейросетей, уже имевшихся в открытом доступе – для сегментирования снимков и выделения узлов использовалась архитектура нейросети Deeplabv3+, а для диагностики патологий и классификации новообразований – нейросети EfficientNetB6.  Однако, эти программы были взяты только в качестве основы – над архитектурой итогового продукта членам студенческой команды пришлось поработать.

Кроме собственно диагностических функций, «Ассистент» выполняет и другие, которые нужны на рабочем месте врача- это и учет пациентов, и ведение медицинской статистики, и блок «экспертная почта»- специальный интерфейс, помогающий получить врачу «второе мнение» у другого специалиста. 

Также очень важно, что в «Ассистент» встроена система обратной связи, которая позволяет работающему с ним врачу указывать на ошибки нейросети, и таким образом увеличивать ее точность.

Тестирование системы происходит с начала нынешнего года на базе «НМИЦ эндокринологии», в настоящее время с ней работают три практикующих врача. Идет также работа по регистрации «Ассистента» как медицинского изделия.

Между тем, как рассказала участник проекта, студент Ксения Цигулёва, у команды разработчиков «Ассистента» - большие планы: в перспективе нейросеть должна анализировать данные не только УЗИ, но также цитологичесикх, гистологических и генетических исследований.  

Кроме того, команда разработчиков планирует присоединиться к еще одному реализуемому в НИЯУ МИФИ проекту- разработке медицинской дерматологической нейросети. 

Недавно, созданный в НИЯУ МИФИ «Ассистент» был удостоен Международной университетской премии в области искусственного интеллекта и больших данных «Гравитация — 2023» в номинации «Прорывные научные исследования и разработки».

Отметим, что большинство студентов бакалавриата, которые работали над данным проектом собираются поступать в Высшую инжиниринговую школу НИЯУ МИФИ – магистратуру, готовящую системных инженеров,  цифровых проектировщиков и программистов, специализирующихся на управлении жизненным циклом сложных технологических систем.

Константин Фрумкин

Начальник отдела по работе со СМИ

Национального исследовательского ядерного университета МИФИ