Главная
АИ #50 (180)
Статьи журнала АИ #50 (180)
Революция в диагностике рака легких: применение AI

10.5281/zenodo.10380642

Революция в диагностике рака легких: применение AI

Автор(-ы):

Соломонов Андрей Геннадьевич

14 декабря 2023

Секция

Информационные технологии

Ключевые слова

рак легких
раннее обнаружение
искусственный интеллект
машинное обучение
компьютерная томография
профилактика рака
медицинская диагностика
DICOM-изображения
технологический стартап
LungCheck Pro

Аннотация статьи

Статья освещает актуальность проблемы рака легких как одной из ведущих причин смертности от онкологических заболеваний по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Подчеркивается важность раннего обнаружения заболевания и возможные перспективы благодаря применению искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения в диагностике рака легких. Особое внимание уделяется инновационному проекту «LungCheck Pro», предназначенному для ранней диагностики рака легких с использованием технологий машинного обучения и анализа изображений томографии, предлагая перспективные возможности для снижения смертности и более эффективного лечения данного заболевания.

Текст статьи

Рак легкого – разновидность рака, вызванная неконтролируемым ростом патологических клеток в тканях легких. Это серьезное заболевание, которые может нанести тяжелый урон здоровью и привести к смерти.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), рак легкого остается ведущей причиной смерти от онкологических заболеваний в 2020 году, стал причиной 1,8 млн случаев смерти. По прогнозам (ВОЗ), к 2040 году, рак легкого останется ведущей причиной смерти от онкологических заболеваний, и число случаев смерти от этого заболевания достигнет 2,2 млн. Эти факты говорят о необходимости принятие мер по профилактике и раннему выявлению рака легкого, чтобы снизить число случаев смерти от этого заболевания.

С раком легких, который так распространён, раннее обнаружение играет решающую роль, и все улучшения в этом процессе могут спасти множество жизней каждый год. Прогресс в технологиях сейчас позволяет использовать компьютерную томографию с низкой дозой излучения для диагностики рака легких на очень ранней стадии, когда его ещё очень хорошо лечить. Компьютерная томография (КТ) создаёт поперечные изображения, используя несколько рентгеновских измерений, взятых под разными углами. Технология также может показать форму, размер и положение опухолей, а также увеличенные лимфоузлы, которые могут содержать рак, распространившийся из лёгких. Поскольку симптомы рака лёгких обычно не проявляются до поздних стадий болезни, скрининг для профилактики, так и для пациентов с высоким риском особенно важен.

Стартап израильской компании Imedical занимается исследованием и разработкой инструментов ранней диагностики рака легких с использованием AI. Искусственный интеллект и машинное обучение, являются революцией в диагностике заболеваний и скоро будут помогать в диагностике онкологии, что увеличит шансы пациентов на полное выздоровление.

Что такое AI?

AI это технология, искусственный интеллект, способность машин выполнять задачи, которые традиционно считаются прерогативой человека. Работа искусственного интеллекта основана на нескольких принципах, в первую очередь, это как машинное обучение, где машины могут учиться на собственном опыте, выявляя закономерности в данных и используя их для принятия решений. Во-вторых, это нейронные сети, они имитируют работу человеческого мозга, они могут обрабатывать информацию и учиться на ней.

Как это применимо в здравоохранении?

Сегодня искусственный интеллект уже используется для диагностики заболеваний, разработки новых лекарств и персонализации лечения. Это на самом деле быстро развивающаяся область, которая имеет потенциал помочь в здравоохранении.

Применение модели искусственного интеллекта в авторском проекте «LungCheck Pro»

Наш сервис предназначен именно для раннего обнаружения рака легких. В своей программе мы применяем метод радиомики с фреймворком TensorFlow для сравнения исследования пациента с базой данных из более, чем 12000 КТ-исследований. Наша система извлекает информацию из изображений КТ-сканирования, это происходит путем узкой визуализации и сравнения данных.

Система сначала проходит машинное обучение на базе существующих данных КТ-исследований. Это огромный массив, целая база, содержащая данные пациентов с различными заболеваниями и без них.

Как работает наш сервис?

Пациент проходит обследование легких с помощью томографии, сдает кровь. Затем результаты его исследований попадают в базу программы. Затем начинается непосредственно анализ, данные обрабатываются с помощью фреймворка Laravel и библиотеки TensorFlow. Данные обрабатываются на стороне веб сервиса. Система сравнивает изображения DICOM, с изображениями из базы данных. Также и результаты теста крови сравниваются с результатами теста крови других пациентов с раком легких. Происходит выявление патологий. Результаты проверки изображений и анализа тестов крови отображаются пользователю через интерфейс веб сервиса. В результате пациент может узнать, есть ли у него риск развития рака легких. Все доступно через веб-браузер, необходим только доступ к интернету.

Рис.

Мы уделяем много внимания аспектам по графическому интерфейсу в проекте:

  1. Проводим исследования и анализ предпочтений медицинских специалистов. Это помогает понять, каким образом они взаимодействуют с DICOM-изображениями, и какие функции и возможности им требуются для удобной работы с данными.
  2. Создаем интерфейс, который оптимизирован для работы с DICOM-изображениями с использованием TensorFlow. Это включает в себя создание интуитивных элементов управления, адаптированных под потребности медицинских специалистов, таких как зум, фильтры и сравнение изображений.
  3. Визуализируем информацию. Грамотно представленные данные позволяют докторам быстро и точно анализировать изображения, принимать важные решения на основе визуальных результатов.

Преимущества проекта «LungCheck Pro»

  1. Главная идея – это раннее предупреждение или выявление заболевания. Профилактика рака является наиболее эффективным способом борьбы с этим заболеванием.
  2. Также важной задачей является сделать услугу абсолютно бесплатной, чтобы была возможность охвата малоимущих слоев населения. Так же нам важно охватить все труднодоступные регионы.
  3. Сервис позволит выявить заболевание на более ранних стадиях, когда лечение может быть более эффективным.
  4. Использование двух методов – томографии и анализа крови – обеспечивает более полное и целостное понимание состояния пациента.
  5. Сервис предоставит возможность загружать данные через веб-интерфейс, делая процесс удобным для пациентов и врачей. Он также обеспечит быстрый доступ к результатам анализа.
  6. Благодаря автоматизированной обработке данных сервис значительно сократит время на диагностику и получение результатов, что критически важно.
  7. Веб сервис будет доступен для всех, кто имеет доступ к Интернету. Сейчас мы находимся в стадии разработки и тестирования. В следующем году планируем начать внедрение, масштабирование и развитие.

Список литературы

  1. Рак легкого / Режим доступа: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/lung-cancer

Поделиться

1821

Соломонов А. Г. Революция в диагностике рака легких: применение AI // Актуальные исследования. 2023. №50 (180). Ч.I.С. 71-73. URL: https://apni.ru/article/7820-revolyutsiya-v-diagnostike-raka-legkikh-prime

Похожие статьи

Другие статьи из раздела «Информационные технологии»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#25 (207)

Прием материалов

15 июня - 21 июня

осталось 4 дня

Размещение PDF-версии журнала

26 июня

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

5 июля