Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Искусственный интеллект ускорит постановку диагноза по снимку сетчатки глаза
Исследователи из совместной лаборатории Сколтеха и Университета Шарджи и их коллеги из Института AIRI автоматизировали анализ снимков сетчатки глаза для диагностики диабетической ретинопатии — повреждения сетчатки при сахарном диабете, которое может приводить к слепоте. В зависимости от сложности случая и квалификации врача, на рассмотрение сети сосудов на одном снимке сетчатки и вынесение диагноза без применения искусственного интеллекта уходит 10-40 минут. Решение ученых выдает ответ мгновенно, после чего врачу остается лишь проверить и подтвердить результат.
Исследование представлено в журнале Pattern Recognition Letters. При помощи прибора под названием фундус-камера офтальмологи делают снимки глазного дна, на которых видна сетчатка и сеть кровеносных сосудов в ней. Врач изучает такое изображение и вручную сегментирует его в специальной компьютерной программе, выделяя сосуды разной длины, ширины и извилистости. Особенности сосудистой сети сетчатки могут указывать на наличие у пациента диабетической ретинопатии и других глазных или сердечно-сосудистых заболеваний, включая атеросклероз. Однако сегментация изображения вручную очень сложна, требует много времени и подвержена ошибкам.
И вот ученым удалось автоматизировать эту сложную задачу, причем новое решение на базе ИИ не просто сэкономит время врачей, но и, возможно, устранит некоторые человеческие ошибки. Систему обучили на надежной выборке снимков, каждый из которых размечен сразу двумя высококвалифицированными специалистами. В результате искусственный интеллект отлично показал себя в испытании на трех современных датасетах. В частности, решение показало точность более 97% и чувствительность выше 84% на популярной в отрасли базе данных DRIVE.
«В этом исследовании добиться 97% точности было не так уж и трудно — это объясняется особенностями данных. Очень важна чувствительность. Она отражает способность модели распознавать микрососуды, с которыми у предыдущих моделей были сложности», — отметил первый автор исследования Мелаку Гетахун, аспирант Сколтеха по программе Инженерные системы.
Сложность сегментации связана с большим количеством значимых мелких деталей на снимках сетчатки. Их нередко упускают и ранее предложенные для этой задачи нейросети, и даже некоторые врачи при ручной разметке изображений.
«В этой работе мы предлагаем иную архитектуру нейросети, чем в более ранних решениях, которые упускали микрососуды сетчатки, — рассказал Гетахун. — Мы также ввели алгоритм, который настраивает выдачу модели за счет понимания сути данных на снимке сосудов сетчатки. Тем самым мы избегаем случаев, когда относящиеся к сосудам пиксели ошибочно распознаются как фон».
Одна из сложностей, с которыми столкнулись исследователи, связана с ограниченным размером датасета. Дважды размеченные экспертами снимки — это обучающая выборка отличного качества, но, увы, их не так много, как хотелось бы.
«Из-за этого страдала способность модели к обобщению, распространению на те данные, которых модель не видела. Однако, благодаря тщательному применению методов увеличения объема данных и их обработки, нам удалось значительно улучшить результат, — прокомментировал исследование его руководитель с российской стороны, старший научный сотрудник Центра ИИ Сколтеха и руководитель группы „Доверенные и безопасные интеллектуальные системы“ в Институте AIRI Олег Рогов. — Кроме того, даже после обновления архитектуры нейросети проблемы с неверной классификацией пикселей микрососудов как фона не исчезли полностью. Чтобы справиться с ними, мы внедрили адаптивный пороговый алгоритм, который значительно повысил чувствительность и точность».
Говоря о перспективах использования и развития своего решения, ученые отметили, что возможность обнаруживать крошечные нездоровые сосуды ценна с клинической точки зрения. Создатели системы надеются, что она будет развиваться и станет стандартным инструментом для скрининга глазных заболеваний. Инновационная технология позволит офтальмологам диагностировать патологии быстрее, точнее и раньше. А более раннее медицинское вмешательство повысит результативность лечения, ведь именно мелкие сосуды часто проявляют первые признаки патологий, связанных с глазами.
«Это будет способствовать ранней диагностике и предотвращению трудноизлечимых глазных заболеваний, таких как диабетическая ретинопатия, распространенная среди больных диабетом, а также других патологий микрососудов глаза», — добавил соавтор исследования, профессор Университета Шарджи Рифат Хамуди.
Освещенное в пресс-релизе исследование проведено совместной Лабораторией искусственного интеллекта для биомедицины (BIMAI-Lab) Сколтеха и Университета Шарджи. Заведующие лабораторией — старший преподаватель Сколтеха Максим Шараев и профессор Университета Шарджи Рифат Хамуди. В коллектив лаборатории входит руководитель исследования со стороны ОАЭ Ахмед Буридан; он обладает обширным опытом в области приложения искусственного интеллекта к анализу медицинских данных.
Telegram 
Дзен 
VK Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
Жизнь в суровых условиях вечной мерзлоты — вызов даже для бактерий. Для нее требуются уникальные адаптации к холоду и другим стрессовым факторам. В новом исследовании ученые МФТИ с коллегами описали белки Exiguobacterium sibiricum — бактерии, найденной в многолетнемерзлых породах на северо-востоке Сибири. Исследователи выяснили, как набор белков в мембране микроба зависит от температуры, при которой его культивируют.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно