06.06.2017
Редакция Naked Science

Нейросеть научили предсказывать продолжительность жизни

Международная группа ученых разработала искусственную нейросеть, которая способна прогнозировать продолжительность жизни пациентов на основании результатов томографии.

4341168877_db930e2c21_o
©Wikipedia

Томография широко применяется в диагностике локальных повреждений внутренних органов и, например, при выявлении очагов новообразований, исследовании всего организма. Техника позволяет получить трехмерную послойную визуализацию спектров поглощения гамма-квантов, возникающих при распаде радионуклидов, различными тканями. Однако, несмотря на сравнительно высокое пространственное разрешение томографов, анализ таких снимков сопряжен с рядом трудностей. В частности, он требует высокой квалификации, а мониторинг состояния в динамике занимает длительное время. Чтобы повысить надежность, упростить и ускорить диагностику, ученые ищут способы автоматизировать изучение томограмм.

 

В новой работе специалисты из Аделаидского университета, Высшего технического института и других учреждений представили систему для оценки общего состояния здоровья пациентов. Для этого они использовали 15 957 снимков грудной клетки, сделанных путем компьютерной томографии (КТ), пациентов старше 60 лет, которые наблюдались в течение пяти лет. На первом этапе выборку разделили на две группы по 24 человека: в экспериментальную вошли пациенты, которые скончались в 2014 году; в контрольную — выжившие. При этом в рассмотрение включались только изображения без видимых симптомов, онкологических заболеваний и металлических предметов в изучаемой области.

 

Принцип оценки продолжительности жизни / ©Luke Oakden-Rayner et al., Scientific Reports, 2017

 

Затем авторы разработали четырехслойную сверточную нейросеть с 50 фильтрами на первом и 100 — на следующих слоях. Подобные алгоритмы нередко используются в задачах на распознавание изображений, поскольку хорошо справляются с признаковым описанием визуальных стимулов. В рамках эксперимента систему обучили выявлять на снимках биомаркеры различных синдромов и заболеваний. Например, нейросеть должна была с высокой точностью определять факторы риска сердечной недостаточности, снижение плотности костной ткани, а также определить общий объем каждой ткани. Сопоставив полученные данные с открытой статистикой, она могла оценить примерную продолжительность жизни пациентов.

 

Испытания показали, что в ходе анализа томограмм скончавшихся пациентов алгоритм с точностью 69 процентов определял пятилетнюю выживаемость. По словам исследователей, в целом этот показатель аналогичен классическим методам. Стоит отметить, что объем выборки, которая рассматривалась в работе, недостаточен для утверждения надежности и достоверности выводов. Как правило, при тренировке искусственных нейросетей задействуется значительно большее количество стимулов (сотни тысяч изображений). В то же время не исключается, что после обучения на более крупной выборке система превзойдет врачей в точности диагностики, особенно в рамках долгосрочного мониторинга.

 

Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

 

Ранее японские ученые представили глубокую нейросеть, которой удалось предсказать на основании томограмм неизвестное ей психическое содержание.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

Позавчера, 15:24
Мария Осетрова

Две международные исследовательские группы опубликовали в журнале Science новые методы детекции инфракрасного света: для этого обе группы предлагают сначала сместить спектр излучения в видимую область. Это позволит разработать недорогие способы обнаружения загрязнений, отслеживания раковых заболеваний, проверки газовых смесей и дистанционного зондирования внешней Вселенной.

Сегодня, 05:35
Мария Азарова

Новый вариант возбудителя Covid-19, вероятно, приобрел по крайней мере одну из своих мутаций, взяв фрагмент генетического материала от другого вируса — возможно, вызывающего простуду.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Вчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: