Искусственный интеллект выявил болезнь Паркинсона по данным ЭЭГ

❋ 4.9

Молодые ученые Центра цифровой медицины Сеченовского Университета разработали нейросеть для верификации особенностей электрической активности мозга пациентов с болезнью Паркинсона. Модель распознает частотные аномалии, характерные для этой патологии, по результатам электроэнцефалографии, и ее точность уже сегодня достигает 97 процентов. В перспективе на ее основе планируется создать цифровой сервис для ранней диагностики болезни Паркинсона по данным ЭЭГ. С его помощью врачи смогут быстро и точно ставить предварительный диагноз и назначать исследования для его подтверждения.

Сеченовский Университет

# болезнь Паркинсона

# диагностика

# искусственный интелект

# нейродегенеративные заболевания

# нейросеть

Нейросеть распознала болезнь Паркинсона с точностью 97 процентов / © Baburov, ru.wikipedia.org

Болезнь Паркинсона — одно из самых распространенных нейродегенеративных неврологических заболеваний. Оно поражает 16-20 человек из 100 тысяч населения. В 2016 году от болезни Паркинсона страдали около 6,1 миллиона человек во всем мире, в 2019 году этот показатель увеличился до 8,5 миллиона (рост составил более 39%). Число людей с болезнью Паркинсона продолжит увеличиваться: по прогнозам экспертов, в мире к 2050 году количество пострадавших возрастет до 25,2 млн человек (это примерно на 112% больше, чем в 2021 году).

Сегодня болезнь Паркинсона выявляют на основании клинических симптомов – снижения двигательной активности, тремора рук, скованности мышц и других и подтверждают диагноз, используя методы нейровизуализации. Проект молодых ученых Сеченовского Университета направлен на то, чтобы выявлять эту патологию на ранней стадии – еще до появления первых симптомов, когда лечение способно значительно замедлить развитие заболевания и сохранить качество жизни пациентов. В этом, считают разработчики, могут помочь методы искусственного интеллекта.

«Суть проекта в том, чтобы автоматизировать раннюю диагностику болезни Паркинсона и сделать ее доступнее для пациентов, — рассказала автор проекта, выпускница магистратуры «Информационные системы и технологии» Сеченовского Университета Екатерина Вахромеева. — Сейчас ЭЭГ для диагностики этого заболевания не применяется. Однако есть научные публикации российских и зарубежных исследователей, посвященные особенностям электрической активности головного мозга на электроэнцефалографии пациентов с болезнью Паркинсона и их сравнению с ЭЭГ здоровых людей. Мы поставили перед собой задачу выяснить, можно ли с помощью нейросети дифференцировать эти ЭЭГ. Как оказалось, это вполне реально».

Для этой работы были использован открытый зарубежный датасет, содержащий обезличенные данные ЭЭГ пациентов с болезнью Паркинсона и здоровых участников, вручную размеченный неврологом. Этот датасет исследователи разбили на выборки для обучения и тестирования нейросети. На первой выборке обучили модель, на второй, которую она «видела» впервые, проверили ее способность детектировать ЭЭГ здоровых и больных пациентов. В результате выяснилось, что нейросеть может распознавать частотные аномалии электроэнцефалограмм и выявлять пациентов с болезнью Паркинсона с точностью до 97 процентов.

«Результаты, полученные в ходе этой научной работы, очень перспективны, — считает научный руководитель проекта, кандидат технических наук, эксперт Центра цифровой медицины Сеченовского Университета Денис Андриков. — Использование нейросети для анализа ЭЭГ дает возможность расширить подход к поиску предикторов развития заболевания и может стать подспорьем врачу при принятии диагностических решений. В ближайших планах команды — собрать большой датасет с данными ЭЭГ пациентов с различными стадиями развития болезни Паркинсона. Это позволит нам дообучить модель и протестировать ее совместно с экспертами-неврологами».

Директор Центра цифровой медицины Первого МГМУ Георгий Лебедев отметил, что в центре при обучении студентов применяется проектно-ориентированный подход, и в каждой выпускной работе выполняется проект, востребованный в практической медицине. «Представленный проект — яркий пример применения технологий нейронных сетей в неврологии, который пройдет апробацию в университетской клинике», — заключил он.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Сеченовский Университет Минздрава России – ведущий медицинский исследовательский университет России, работающий с 1758 года. Сейчас в университете учатся более 26 тысяч студентов, в числе которых свыше 5,5 тысячи иностранцев из 90 государств. Среди 8,2 тысяч сотрудников 47 академиков РАН, более 2,2 тысяч кандидатов и докторов наук. В составе Первого МГМУ имени И. М. Сеченова действует крупнейший в России и Восточной Европе Клинический центр, в котором работает свыше 5 тысяч сотрудников, а половина врачей имеет ученую степень. В центре оказывают специализированную и высокотехнологичную помощь по 50 профилям. Ежегодно помощь получают более 500 тысяч пациентов. Сегодня Сеченовский Университет – единственный российский университет в топ-250 мирового рейтинга QS по направлению «Медицина» и в топ-100 по направлению «Фармация и фармакология», а также лучший российский университет по направлению «Медицина» шанхайского рейтинга Shanghai Ranking Consultancy и единственный медицинский университет России, который входит в ежегодный рейтинг Forbes «100 лучших российских вузов». В 2024 году вошел в топ-20 российских университетов в рейтинге RAEX («РАЭКС-Аналитика»), заняв 15 место. В топ-5 вузов России по влиянию на научное сообщество в рейтинге влиятельности российских университетов по версии RAEX. Также занял первые места в предметных рейтингах RAEX в направлениях «Медицина» и «Фармация», сохранил за собой третью строчку рейтинга в направлении «Биотехнологии и биоинженерия» и впервые вошел в десятку лучших в направлении «Технологии материалов». Первый среди медицинских университетов в рейтинге университетов стран БРИКС. Сеченовский Университет трансформируется в исследовательский медицинский университет мирового уровня. Одна из его приоритетных задач — развитие науки и прикладных исследований.