Лазер не промахнется: в России создали ИИ-помощника для хирургов
Российские разработчики научили искусственный интеллект распознавать лазерное волокно и камень на видеозаписях хирургических операций. Технология может стать дополнительным инструментом контроля во время операции и помочь врачам разбирать сложные клинические случаи.
Камни в почках – распространенная проблема, которая вызывает мучительную боль. Лечение здесь одно, и заключается оно в удалении уролита. Способов несколько, один из них – лазерное дробление конкремента, особенно если он большой и эндоскопически через уретру его не вынуть.
При лазерном вмешательстве хирургу особенно важно точно направлять инструмент на камень, не задевая окружающие ткани. Во время операции врач ориентируется на изображение с эндоскопической камеры, а значит, качество визуального контроля имеет большое значение.
Команда специалистов РТУ МИРЭА и НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова разработала прототип сервиса на основе ИИ для анализа таких операций.
Важен каждый миллиметр
Система использует нейросеть, чтобы распознавать область хирургического вмешательства, находить на изображении камень и лазерное волокно, определять направление и классифицировать цель воздействия.
Для этого разработчикам пришлось решить сразу несколько задач компьютерного зрения. «Умный ассистент» должен различать нужные объекты на реальных хирургических видеозаписях, определять их положение и анализировать направление излучателя – в ходе испытаний система показала точность свыше 90%.
Еще один результат связан со скоростью обработки. Сначала анализ видеозаписи одной операции занимал 102 секунды, а после оптимизации программы это время сократилось до 21 секунды – почти в пять раз. Это важно, потому что для медицинской практики значение имеет не только точность распознавания, но и возможность быстро обрабатывать большие объемы записей. Такие материалы можно использовать для разбора сложных эпизодов, оценки действий хирурга и подготовки учебных примеров.
Забота о людях
Как подчеркнул руководитель коллектива исследователей, преподаватель кафедры технологий искусственного интеллекта Института искусственного интеллекта РТУ МИРЭА Вадим Кириллов, самое главное, для чего была задумана эта технология – безопасность пациента во время операции.
«Наш сервис помогает автоматически размечать видео, находить сложные эпизоды для обучения специалистов и анализировать качество наведения лазера. Важно, что мы работали вместе с практикующим врачом – это позволило учесть реальные потребности клиники, а не только технические возможности алгоритма», – заявил Кириллов.
Сотрудничество с НМИЦ имени Кулакова позволило молодым ученым связать работу алгоритмов с реальными задачами хирургии. «Мы гордимся тем, что наша команда довела идею до работающего прототипа с высокими показателями точности. Именно такие проекты показывают, что наши студенты готовы решать реальные задачи здравоохранения, а междисциплинарный подход становится основой для создания востребованных технологий», – отметил ректор РТУ МИРЭА Станислав Кудж.
Следующий этап – клиническая проверка и оценка того, как алгоритм работает в разных условиях.
На пути к клиническому внедрению
В перспективе разработка может стать основой для ИИ-помощника, который будет выделять нужные объекты на операционном экране и предупреждать врача об опасных ситуациях. Например, если лазерное волокно направлено на окружающую ткань, а не на камень, или цель плохо видна. Для этого нужны дополнительные испытания. Важно проверить не только правильные распознавания, но и возможные ошибки, в том числе ложные уведомления и ситуации, когда система не заметит опасный эпизод.
Очевидно, что пациенты только выиграют от того, что операции будут проводиться с дополнительным контролем. Хирург же получит возможность быстрее анализировать ход операции и разбирать сложные случаи. В обучении специалистов сервис тоже может оказаться полезным.
У разработки есть перспективное направление за пределами российского рынка. Медицинские ИИ-решения российских программистов уже выходят за рубеж. Например, системы анализа медицинских изображений компании «Цельс» начали использовать в Пакистане.
