Технология поможет предотвращать инфаркты и инсульты.
unsplash.com/CC 0
Российские и британские ученые разработали алгоритм для поиска сужения кровеносных сосудов сердца на диагностических изображениях.
В 94% случаев модель верно определяет проблемные участки в реальном времени. Разработка поможет кардиологам автоматически находить зоны патологических изменений у пациентов с ишемической болезнью сердца во время коронарной ангиографии. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Согласно статистике ВОЗ, от ишемической болезни сердца каждый год умирает около 17,5 млн человек. Ключевой метод ее диагностики — исследование проходимости сосудов сердца, ангиография. В артерии вводят раствор рентгеноконтрастного вещества и наблюдают за его распространением с помощью рентгеновского излучения. Там, где кровь встречает тромбы или сужения сосуда (стенозы) на снимках фиксируется ослабление потока. Однако контраст движется слишком быстро и распределяется неравномерно. Кроме того, качество снимка часто бывает недостаточно информативным.
Сейчас в медицине широко используют компьютерные программы для быстрого и точного анализа изображений, например снимков легких. Нейросеть — алгоритм, внутри которого существует множество «нейронов», выполняющих простые математические операции. На основании большого числа примеров нейросеть определяет, какие параметры вносят наибольший вклад в получение результата, и запоминает закономерности, чтобы применять их к необработанным данным.
15 поразительных фактов о вашем здоровье — в нашей галерее:
Голландцы и шведы почти не страдают непереносимостью лактозы, так как в Европе раньше освоили молочное животноводство и получили нужный ген, ставший конкурентным преимуществом. А вот в Юго-Восточной Азии и среди коренных народов США она есть почти у всех. (Кадр: «Горькая луна»)
Фредерик Бегбедер говорил: «Все влюбленные заболевают туберкулезом». Любовь первым делом сдавливает легкие. Глупо говорить: «У меня разбито сердце», нужно выражаться точнее: «Мне сдавило легкие». (Кадр: «Шрек»)
В теле взрослого человека 20–30 кг мышц. Самая длинная — большая ягодичная — достигает 20 см, а самая короткая — стременная — находится в ухе. В ней всего 1,27 мм. (Кадр: «Спасатели Малибу»)
У взрослого человека 206 костей. При рождении их более 270, но в зрелом возрасте это число снижается: срастаются в основном кости черепа, таза и позвоночника. (Кадр: «Труп невесты»)
Нервные клетки восстанавливаются. Существование нейрогенеза еще в 1962 году показал Жозеф Олтман, разрушив отдел мозга крысы. Позже там появились новые клетки. Этот процесс аналогичен для всех млекопитающих и человека. (Кадр: «Области тьмы»)
Согласно подсчетам, за 78 лет (то есть за одну среднюю жизнь) человек 25 лет спит, 9 лет проводит за телевизором, 4 года находится в машине, 92 дня — в туалете и 48 дней занимается сексом. (Кадр: «Неверная»)
До 6-7 месяцев младенцы способны дышать и глотать одновременно. Затем они утрачивают эту способность и постепенно учатся чередованию навыков. Это происходит из-за опускания изначально поднятой гортани. (Кадр: «Босс-молокосос»)
Средний вес взрослого человека — 62 килограмма. Организм примерно на 60% состоит из воды. То есть во взрослого «налито» чуть больше 37 литров воды. При этом с возрастом ее становится пропорционально меньше. (Кадр: «Форма воды»)
Занимаясь бегом, учтите, что стопе, позвоночнику и суставам будет проще перенести нагрузку, если под ногами будет относительно мягкая поверхность, например, земля или современная дорожка на стадионе. (Кадр: «Форрест Гамп»)
По подсчетам ученых, за всю жизнь каждый из нас съедает примерно 55 тонн продуктов. Столько же весит синий кит — самое большое животное на Земле. Также это эквивалент почти 10 саванных слонов. (Кадр: «Джули и Джулия: Готовим счастье по рецепту»)
«Острое респираторное вирусное заболевание» — общий диагноз, который ставят при простуде. Бактерии и вирусы — разные организмы непохожего строения, поэтому лечиться в этой ситуации антибиотиками бесполезно. Всегда. (Кадр: «Семейка Флинтстоун»)
Звуки силой выше 85 децибел чреваты повреждениями слуха. Это соответствует человеческому крику или реву мотоцикла. Известно, что от трети до половины диджеев имеют проблемы со слухом. Так что не стоит регулярно громко слушать музыку. (Кадр: «Тихое место»)
Артист Мишель Лотито ел тележки из супермаркетов, телевизоры, кровати и лыжи, а однажды в течение двух лет поглощал самолет «Сессна-150». Его желудок содержал большой объем соляной кислоты и имел толстые стенки. (Кадр: «Лучший стрелок»)
У большинства людей на голове от 80 до 120 тысяч волос. У блондинов их больше, чем у рыжих и брюнетов. При этом по усредненным оценкам около 90% населения брюнеты или шатены. (Кадр: «Рапунцель: Запутанная история»)
Мозг стирает наши сны как бесполезную информацию. Деятельность нейронов, регулирующих покой и аппетит, блокирует запись сновидений в гиппокамп. Эти клетки особенно активны в фазе быстрого сна. (Кадр: «Вечное сияние чистого разума»)
Поддержанные грантом Российского научного фонда ученые из Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (Кемерово), Томского политехнического университета совместно с коллегами из Университета Лидса протестировали восемь различных вариантов архитектур сверточных нейросетей, отличающихся количеством нейронов и связей между ними. Для обучения использовали более 8 тыс. изображений от 100 пациентов, обследовавшихся в кемеровском НИИ. На 80% изображений врачи вручную обозначили участки со стенозами. Оставшиеся изображения авторы использовали для тестирования систем.
Сравнение параметров нескольких нейросетей показало, что самая точная может анализировать по три картинки в секунду с точностью 95%, а самая быстрая обрабатывает по 38 изображений в секунду с точностью 83%. Оптимальным вариантом оказалась нейросеть, за секунду анализирующая по десять снимков с точностью 94%.
«Данные исследования, помимо обнаружения стенозов, могут быть использованы для автоматизированной оценки степени поражений и гемодинамики артерий сердца. Архитектура нейросети и использованные методы машинного обучения позволили добиться 95-процентной точности при работе в реальном времени. В дальнейшем мы планируем разработать программу, чтобы направлять действия хирургов во время имплантации биопротеза клапана аорты», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ, заведующий лабораторией новых биоматериалов Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Евгений Овчаренко.