Как челябинские врачи-онкологи применяют искусственный интеллект для выявления патологий

Искусственный интеллект сегодня можно встретить не только в гаджетах программиста, но и в кабинете врача.
Выявить то, чего не увидел глаз специалиста, и помочь на начальной стадии определить серьезное заболевание — к таким перспективам стремятся врачи Челябинского онкоцентра, которые вместе с айтишниками разработали нейросеть по выявлению патологий.
Тонкий синенький контур на экране подсвечивает участок, который нейросеть сочла подозрительным. Идет обычная процедура колоноскопии — вот только вместе с доктором и его аппаратом в процессе задействован и третий участник — компьютер с искусственным интеллектом. Он, конечно, пока еще не волшебник, а только учится — определять участки организма, где могло затаиться опасное образование.
Специалисты челябинского онкоцентра и резидент Сколково компания EVA Lab занялись разработкой системы «Полиптрон». Ее суть — при помощи алгоритмов нейросети выявлять патологии во время проведения эндоскопии.
Разработчикам удалось привлечь гранты на разработку — 12 млн рублей от Фонда содействия инновациям, в 2022 году планируется привлечь еще около 50 млн — но сейчас система пока еще находится в начальной стадии. Однако уже понятно — это будущее российской медицины.

«Сейчас наши усилия направлены на то, чтобы подкрутить точность детекций, отработать ложноположительные срабатывания и приблизить ее к точности 98% сработки. Следующим шагом мы планируем разработать прикладной функционал к этому основному алгоритму, который позволит получать эти данные об эндоскопических обследованиях, отправлять их, например, в медицинскую информационную систему, в профильные медицинские учреждения, сохранять на сервер и складировать», — прокомментировала радиостанции BFM генеральный директор EVA Lab Яна Ким.

Пока система работает в тестовом режиме, но первые исследования уже проводятся.
И как это происходит, показывает один из участников разработки — заведующий отделением эндоскопии Челябинского областного клинического онкодиспансера Константин Кулаев.
— Знаете, сам искусственный интеллект и его применение в медицине активно обсуждаются где-то с 2002–2003 года.
Представьте себе, вы работаете за компьютером, вы сконцентрированы на процессе, вдруг кто-то заходит или звонит телефон — все, вас отвлекли, концентрация теряется, можно что-то просмотреть, проглядеть. А система — она все-таки сконцентрирована только на процессе. Ее невозможно отвлечь. Такая методика, конечно, необходима для того, чтобы увеличить выявляемость онкологических и предонкологических патологий у населения Челябинской области. И главная цель в будущем — таким образом уменьшить летальность от онкологических заболеваний, — комментирует врач.

В идеале, когда процесс будет обработан, все будет происходить примерно так — пациента обследует врач привычным эндоскопом — и тут же параллельно система проверяет полученное изображение на малейшие отклонения от нормы. Это позволит как повысить точность диагноза, так и ускорить маршрутизацию.
— Вот представьте: пациент только находится на столе в городе Аша. И у него при эндоскопическом исследовании выявляются подозрения на злокачественные образования.
Искусственный интеллект это анализирует и тут же отправляет скриншот в профильное учреждение. То есть пациент еще лежит на столе, а у врача уже появляется картинка, что в таком-то городе при эндоскопическом исследовании толстой кишки выявлено подозрение на злокачественное образование, — добавляет Константин Кулаев. — Когда рак сформировался, то его уже сложно пропустить, потому что он большой, в просвете кишки его увидишь без проблем.
А вот мелкую, предраковую воспалительную патологию можно пропустить, она может завернуться за угол, за слизистую, за складку. И вот система позволит акцентировать внимание доктора на патологическом очаге, чтобы он посмотрел его более пристально.

Пока нейросеть отрабатывают именно на колоноскопических исследованиях. Дело в том, что, увы, патологии кишки встречаются достаточно часто — что дает больше материала для отработки системы.
И при колоноскопии выявляется много воспалительных, предраковых патологий, полипов, на которых проще всего обучить нейросеть, объясняет врач. В перспективе, конечно, ее планируют применять и в других видах исследований.
Нам показывают и саму систему — хотя, по сути, она представляет собой обычный компьютер, подсоединенный к эндоскопу.
Главное в нем — умная начинка, которая автоматически получает данные с прибора и приступает к анализу изображения.
Стоит приложить камеру эндоскопа к органу (пусть, для примера, это будет даже кисть руки) — и компьютер тут же начинает выделять участки, которые стоит изучить внимательнее.

Прежде чем говорить о полноценном внедрении такой технологии на практике, нужно наработать определенную базу, поясняют специалисты. Набрать минимум 10 тысяч срабатываний — определить, есть ли среди них ложные, или наоборот, есть ли пропущенные участки. Прототип нейросети был получен в конце прошлого года, первые данные были сняты месяца три назад. Когда процесс будет налажен, технологии придется пройти все стадии сертификации.
Пока врачи говорят осторожно — внедрить систему полноценно планируют в 2023-2024 году. Но успешные примеры использования искусственного интеллекта уже есть в медучреждениях других регионов — например, в столичной Боткинской больнице его применяют при рентгенологическом исследовании по выявлению пневмонии.

Да и в Челябинске искусственный интеллект уже не является чем-то неизведанным в сфере медицины. На днях первый вице-губернатор Ирина Гехт на открытии хакатона упомянула, что сейчас в регионе нейросети в том числе применяются на ковидных базах при анализе снимков компьютерной томографии.
Получается, главная перспектива на ближайшие годы — максимально широкое применение ИИ при выявлении самых разных заболеваний.

— Вы знаете, перспективы просто грандиозные — это касается не только колоноскопии, а вообще применения искусственного интеллекта в медицине, — уверен Константин Кулаев. — Я слышал, что просто на печатание справок у нас в России за год уходит несколько миллиардов рублей. И вы понимаете, как, порой, нерационально тратит время доктор на их заполнение. В принципе, это все можно компьютеризировать. Да, нейросети должны внедряться повсеместно. Причем мы-то пока основываемся только на анализе видеоизображения — а это же могут быть и данные анализа крови, и данные по УЗИ, и так далее. Если в целом это все объединить в будущем в одну систему, то много проблем решится автоматически.
Сейчас мы активно сотрудничаем с ЮУрГУ — и, к сожалению, дело пока обстоит так, что система видеоанализа — это одна система, работа с базами данных — это другая, пока это все разобщенные кубики. И пока они объединятся, могут годы пройти. Так что будущее — объединить это все в одну систему.
Годы могут уйти на внедрение искусственного интеллекта, но пока и без него выявляемость онкологических заболеваний в Челябинской области растет. Это не повод паниковать — дело не в том, что южноуральцы стали больше болеть. Выявлять патологии стали чаще — причем на ранних стадиях, что значительно увеличивает шанс на положительный исход для пациента.

— Что касается статистики по заболеваниям толстой кишки, то выявление первой-второй стадии растет.
Это отражает эффективность нашей работы, врачей-эндоскопистов в том числе.
И докторов первичного звена, потому что они в рамках диспансеризации выявляют подозрение, а эндоскописты его затем подтверждают — или опровергают.
И здесь да, есть положительная тенденция, ее надо сохранить. И если обратить внимание, то статистика по заболеваемостям толстой кишки увеличивается, а смертность при этом — нет. Это именно показатель, что выявляемость на ранних стадиях растет и врачи-онкологи справляются со своей задачей, — резюмирует доктор.