Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.12.2022
ЮФУ
375

Российские ученые научили нейронные сети распознавать рак

4.7

Полученные результаты позволят сократить время постановки правильного диагноза, а также могут быть применены к разным видам рака.

Российские ученые научили нейронные сети распознавать рак / ©Getty images

Колоректальный рак или же, как его еще называют, рак толстой кишки, является третьим по частоте выявляемости видом рака у мужчин и вторым среди женщин. По данным ВОЗ ежегодно у двух миллионов человек выявляют рак толстой кишки, среди них более 800 тысяч случаев приводят к летальному исходу.

В настоящее время основанием для начала лечения является морфологическая верификация опухолевого процесса преимущественно по материалу эндоскопической биопсии толстой кишки. По словам экспертов, патологоанатомическое исследование достаточно субъективный процесс, основанный на распознавании в гистологических препаратах различных морфологических признаков, и судьбу пациента, как правило, решает один специалист.

Из-за дефицита кадров врачей-патологоанатомов наладить систему референсных исследований всех биопсий — практически невыполнимая задача, с которой в будущем могут справиться компьютерные технологии. Если создать специализированное программное обеспечение, которое сможет с высокой точностью распознавать различные морфологические признаки опухолей толстой кишки, то такая система может стать независимым контролем качества прижизненных патологоанатомических исследований и, в случае расхождения врачебного диагноза и мнения компьютерной программы, решение должен принимать врач эксперт более высокого уровня.

Ученые Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ разработали систему независимого контроля качества прижизненных патологоанатомических исследований биопсий опухолей толстой кишки, используя методы глубокого обучения, а именно предварительно обученных сверхточных нейронных сетей. Было доказано, что новый метод анализа отсканированных биопсий опухолей диагностирует типы онкологий с точностью до 96 процентов.

Для решения задачи классификации фрагментов отсканированных биопсий использовалась идея трансферного обучения. Исследователи брали за основу предобученные на наборе данных ImageNet (база набора данных миллионов помеченных изображений с высоким разрешением, относящихся примерно к 22 тысячам категорий) глубокие нейронные сети и проводили дополнительное обучение на изображениях из базы WSI-изображений (изображение, созданное путем полной оцифровки стекла с разрешением до 200000 точек на дюйм), чтобы настроить эти сети решать медицинскую задачу.

«Разработка новых методов диагностики колоректального рака обременяет специалистов медицинской отрасли работой по сегментации. Глубокое обучение успешно применялось в вычислительной патологии в последние несколько лет для автоматизации этой задачи. Компьютерная программа может автоматически обрабатывать большие объемы WSI, не чувствуя усталости, таким образом, становясь полезным помощником искусственного интеллекта для медицинских работников», – рассказал инженер лаборатории технологий искусственного интеллекта и больших данных для нанодиагностики материалов МИИ ИМ ЮФУ Сергей Солдатов.

Инженер лаборатории технологий искусственного интеллекта и больших данных для нанодиагностики материалов МИИ ИМ ЮФУ Сергей Солдатов / ©Пресс-служба ЮФУ

Применение глубокого обучения в диагностике колоректального или других видов рака имеет много преимуществ, например высокую скорость диагностики. Однако, некоторые типы рака встречаются очень редко, и у исследователей не было возможности научить нейросеть достаточно хорошо их диагностировать. Авторы надеются в будущем расширить базу данных для обучения и натренировать нейросети правильно классифицировать даже редкие виды онкологий.

Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Algorithms. Данная статья была отмечена редакцией журнала за высокую научную ценность и помещена на обложку журнала.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Южный федеральный университет образован в рамках национального проекта "Образование" распоряжением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2006 года N1616-р (pdf) и приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 4 декабря 2006 года N1447 путем присоединения к Ростовскому государственному университету трех вузов: Таганрогского государственного радиотехнического университета, Ростовского государственного педагогического университета, Ростовской государственной академии архитектуры и искусств.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Позавчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: