Первая в России экосистема для ИИ в медицине: откуда нейроны растут?

2020 год в России стал временем бурного развития цифровых экосистем.  Особенно явно крен в сторону экосистемности сделал Сбербанк. Во многом именно с этим связан ребрендинг, после которого из названия ушел акцент на банковские услуги. Уже под занавес 2020 года Сбер объявил об участии еще в одной профильной экосистеме – для искусственного интеллекта в медицине.  Однако фундаментом для этого публичного заявления послужила многолетняя, подчас не очень заметная научная и организационная работа.

Расширить ресурсы мозга человека!

В 2016 году в рамках правительственной программы создания интернета будущего «НейроНет»  входящей в свою очередь в госпрограмму «Национальная технологическая инициатива» (НТИ), появился на свет проект «CoВrain - Аналитика». Изначально он был нацелен на создание информационно-аналитической инфраструктуры, способствующей созданию новых технологий сохранения и расширения ресурсов мозга человека. Именно тогда стартовала разработка цифровой платформы по обработке больших нейроданных, которая должна была стать основой сервисов поддержки принятия клинических решений. Для решения этой задачи решено было сфокусировать потенциал передовых научных центров и лечебных учреждений России. В них во время лечебно-производственных процессов генерируются большие объемы нейроданных, благодаря использованию которых становится возможным создание алгоритмов искусственного интеллекта.

В течение 2016-2020 года «Co-Brain - Аналитика» накапливала массивы больших медицинских данных и объединяла вокруг себя российские проекты и организации, ведущие разработки в сфере искусственного интеллекта. На платформе были зарегистрированы научно-медицинские центры Москвы - центры им. Бурденко, Вишневского, Рыжих, Кулакова, Соловьева, Пирогова, научный центр неврологии. А кроме того российские разработчики медицинских систем на основе искусственного интеллекта (ИИ), такие как Care Mentor AI, Фтизисбиомед, Третье мнение. Привлечены были и стартапы - Z-union, EyeMoove, Биодиджитал, Биогеном, Kleiber bionis, Sensorylab, MDink, Unim. Платформа «Co-Brain - Аналитика» позволяла упрощать и типизировать взаимодействие с поставщиками данных и медицинскими учреждениями, обеспечивала технологию разметки и трансфера данных, а также предоставляла возможности виртуального полигона для испытания решений.

Новые технологии – в больницы

Практическим результатом работы платформы стало внедрение ряда новых технологий в клиническую практику. Так, в центре нейрохирургии имени Бурденко  стали применять новый способ предоперационного неинвазивного картирования с использованием данных функциональной МРТ покоя, основанный на синергии новейших технологий МР-диагностики и технологий искусственного интеллекта, позволяющий локализовать функциональные зоны мозга на МРТ снимках с достаточной для проведения нейрохирургических операций точностью.

Заведующий нейрохирургическим отделением Центра им. Бурденко Давид Пицхелаури:

Технология используется в нейрорентгенологическом и клиническом отделениях Центра им. Бурденко для планирования хирургических вмешательств при внутримозговых опухолях, проводится сравнение новой технологии со стандартными методами МРТ-картирования. В дальнейшем предполагается внедрение новой технологии в массовую клиническую практику.

Для НМИЦ колопроктологии имени А.Н. Рыжих Минздрава РФ в 2020 году была разработана первая версия решения по определению метастатически изменённых лимфатических узлов малого таза у больных раком прямой кишки. Она базировалась на сформированном датасете из деперсонализированных медицинских данных и разработанных совместно со специалистами лаборатории "Cobrain - Аналитика" математических моделях.

Руководитель отдела лучевой диагностики НМИЦ колопроктологии имени А.Н. Рыжих Минздрава РФ Ирина Зароднюк:

Создание обученных моделей искусственного интеллекта, которые позволят выявлять метастатически измененные регионарные лимфоузлы по данным МРТ изображений у больных раком прямой кишки, помогут рентгенологам более точно и в более короткие сроки стадировать опухоль по системе TNM, что имеет принципиальное значение для выбора программы лечения данной категории больных.  

В Центре им. Вишневского в свою очередь запустили «пилот» по поиску очаговых образований в печени по данным КТ и МРТ.

Заведующий отделением рентгенологии и магнитно-резонансных исследований Григорий Кармазановский:

В 2020 году мы начали сотрудничество со Сколтехом и платформой "CoBrain - Аналитика" в области интеллектуального анализа деперсонализированных медицинских данных КТ и МРТ. Результатом этой работы станет система искусственного интеллекта, помогающая нашим врачам с поиском и анализом очаговых образований печени, а дальнейшем практически всех  органов человека.

С пустого места в «космос ИИ» не полететь

Таким образом, проект «CoBrain-Analytics» НТИ, начав разработку темы больших нейроданных, в итоге создал информационно–аналитическую платформу для развития ИИ в медицине. Она предназначена для работы со структурированными наборами данных и алгоритмами их анализа и обработки. В результате сотрудничества с ведущими научными и медицинскими учреждениями на свет появились сервисы ИИ для улучшения диагностики социально-значимых заболеваний, что позволит оптимизировать их терапию, а также проводить её более персонифицированно.

Именно это сделало возможным создание в конце прошлого года первой в России экосистемы для развития искусственного интеллекта в здравоохранении России (её оператором стала компания СберМедИИ). В настоящий момент основные сервисы СберМедИИ, объединяют в себе разработки Лаборатории искусственного интеллекта Сбера, проекта «CoBrain-Аналитика» НТИ и Сколтеха.

Игал Зак, генеральный директор компании «СберМедИИ»:

Ставка на приоритетное развитие ИИ может способствовать прорыву во многих областях науки и возрождению интереса к ней, как это было продемонстрировано на примере покорения космоса.  Но если в большинстве сфер внедрение искусственного интеллекта ориентировано на повышение эффективности имеющихся процессов, то в медицине ИИ будет способствовать развитию направлений, которые сейчас просто отсутствуют! Однако с «пустого места» в космос полететь нельзя. Нужна определенная база, как мощностей, так и компетенций. В роли таковой для российского здравоохранения выступила платформа "CoBrain - Аналитика" – проект Национальной Технологической Инициативы, реализованный Сколковским институтом науки и технологий.

Экосистема ИИ стала технологическим фундаментом для создания сервисов в здравоохранении. Разработчикам предоставили новые возможности для работы с алгоритмами, эксклюзивный набор структурированных медицинских данных, а также инструментарий для их обработки.  Объединённая библиотека приложений и дата-сетов для помощи в принятии врачебных решений, сформированная на базе разработок Сбера и проекта "CoBrain - Аналитика" Сколтеха, стала на сегодняшний день одной из крупнейших в России. Спектр медицинских решений, размещённых на платформе, варьируется от анализа КТ органов грудной клетки при вирусной пневмонии (включая COVID-19) до детекции патологий молочной железы по маммографии, и постоянно пополняется. Сервисы уже сегодня используются учреждениями здравоохранения в 16 российских регионах, где проживает более 40 млн человек.

Автор: Василий Травников.