• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.07.2023
ПНИПУ
272

Ученые Пермского Политеха и Кубанского университета помогут хирургам при лечении порока сердца у детей

4.4

Врожденные пороки сердца – это аномалии в строении сердца или крупных кровеносных сосудов, которые нарушают нормальное движение крови из-за чего внутренние органы новорожденного получают недостаточное количество кислорода, что приводит к серьезным проблемам со здоровьем и даже к смерти в тяжелых случаях. Врожденными пороками сердца страдают 25-30 процентов новорожденных, причем до половины из них требуют хирургического вмешательства на первом году жизни. В качестве одного из вариантов лечения хирурги предлагают установку Блэлок-Тауссиг шунта. Однако данное вмешательство имеет высокий процент постоперационных осложнений. Методы машинного обучения можно применить для того, чтобы объективизировать данный вид операции и оценить какой из вариантов установки шунта наиболее предпочтителен для конкретного пациента. В качестве первого шага в реализации данного подхода группой ученых из Кубанского университета, Пермского Политеха и Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии предложен алгоритм, который позволяет определить ключевые геометрические характеристики аорты, такие как площадь поперечного сечения и диаметр сосудов, а также расстояния между артериями.

Ученые Пермского Политеха и Кубанского университета помогут хирургам при лечении порока сердца у детей
Ученые Пермского Политеха и Кубанского университета помогут хирургам при лечении порока сердца у детей / ©Getty images / Автор: Plinia Abito

Исследование опубликовано в высокорейтинговом журнале Mathematics 2023 года и выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта. «В настоящее время хирурги используют субъективные критерии для выбора диаметра и расположения шунта, что приводит к негативным последствиям для пациентов. Для решения этой проблемы мы стремимся получить объективные данные и разработать алгоритм с помощью методов машинного обучения, который предсказывает оптимальное расположение и диаметр шунта», — рассказал профессор кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха, доктор физико-математических наук Алексей Кучумов.

Алгоритм извлечения геометрических характеристик аорты и соседних сосудов предполагает, что сначала проводится сегментация томографических снимков и строятся трехмерные компьютерные геометрические модели аорты. Далее с помощью специально разработанной процедуры извлекаются геометрические характеристики такие как диаметр аорты на входе и выходе, размеры соседних сосудов, углы расположения сосудов и так далее.

«Извлечение ключевых геометрических характеристик критически необходимо для обучения мета-модели, поскольку позволяет значительно сократить объем вычислений и выявить ключевые взаимосвязи между реальными диагнозами, геометрическими и гидродинамическими характеристиками», — полагает заведующий кафедрой теории чисел Кубанского университета, доктор физико-математических наук Михаил Голуб.

Ожидается, что данный оригинальный алгоритм обработки и извлечения информации о ключевых геометрических характеристиках аорты понадобится для создания сверточной нейронной сети, которая при накоплении достаточного количества данных для обучения, включая анатомические модели и гемодинамические данные, в режиме реального времени для конкретного пациента будет предлагать потенциальные хирургические решения на основе экспертных решений и вычислительного моделирования гемодинамики в аорте. На основе клинических и анамнестических данных, а также расчетов программа будет для пациентов с врожденными пороками сердца предлагать несколько наилучших с точки зрения обеспечения регулярного кровотока параметров шунта (в частности, его диаметр) и место его установки.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

Позавчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

11 часов назад
Александр Березин

По уточненным данным, для свода Международной космической станции с орбиты компания Илона Маска использует сильно измененный грузовой корабль, имеющий рекордно большое количество двигателей (больше, чем у любого другого корабля в истории). Однако это не будет Starship, хотя для него такая задача в теории была бы проще.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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