Ученые Пермского Политеха и Кубанского университета помогут хирургам при лечении порока сердца у детей
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Последствия цветения водоемов опасны для целых экосистем. Внешний контроль этого процесса нужно проводить аккуратно, чтобы не навредить живым организмам еще больше. Для этого ученым нужно точно понимать, какие процессы происходят под поверхностью воды.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Планетологи обнаружили на поверхностях Титана и Плутона схожую полосу поглощения, которая не совпадает со спектрами известных льдов или органических соединений. Этот загадочный «провал» может указывать на то, что на двух очень разных ледяных мирах Солнечной системы существует общий, пока неизвестный науке класс химических веществ, поглощающий свет, который формируется под действием экстремального холода и космической радиации.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали технологию изменения структуры молекул нефти с помощью энергии кавитационных полей, которые создаются при воздействии ультразвука. Технология позволяет облагораживать нефть, меняя ее физико-химические характеристики и снижая долю нежелательных составляющих веществ. Для проведения полевых испытаний ее реализовали в мобильном исполнении с применением управляемых ультразвуковых полей. Разработанное исследовательское оборудование может применяться на любом месторождении, включая удаленные и труднодоступные.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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