Развитие ИИ в столице – итоги первого года эксперимента

Московский эксперимент по тестированию инновационных медицинских сервисов открывает дорогу передовым технологиям.

Технологии ИИ активно развиваются и предлагают решения для многих сфер экономики и социальной жизни. Особая потребность в цифровых помощниках проявилась во время пандемии коронавируса в медицинской отрасли. Многие разработчики направляют свои усилия на создание проектов для применения в практической работе клиник. Но от теоретических исследований, новых идей до «привязки их на местности», то есть для практического применения в работе врачей всегда была большая временная дистанция. Для успешного развития цифровой медицины требовалось сократить этот период, дать разработчикам хорошие возможности для тестирования своих предложений с врачами-практиками, на базе реальных данных о пациентах, в условиях работы конкретного медицинского учреждения.

Пионером в предоставлении таких возможностей для внедрения новых технологий в практику медицины стала Москва.

В Московской системе здравоохранения проводится эксперимент по применению технологий компьютерного зрения в рентгенологии. Инициаторами и организаторами эксперимента стали Комплекс соцразвития столицы, Департаментом ИТ и Департаментом здравоохранения. Медицинские ИТ-сервисы на базе искусственного интеллекта (ИИ) помогали врачам-рентгенологам в анализе снимков и постановке диагнозов.

Алгоритмы ИИ были интегрированы в Единую медицинскую информационно-аналитическую систему (ЕМИАС). Они анализировали следующие исследования:

• рентгенодиагностику;
• компьютерную томографию;
• флюорографию
• маммографию.

Машина обрабатывала снимки очень быстро, буквально за несколько минут выдавала заключения и ставила предварительные диагнозы. Это очень облегчало работу врачей и разгружало их от рутинной работы. В период пандемии COVID-19 объем работы рентгенологов вырос в несколько раз. И помощь ИИ оказалась как нельзя кстати.

Сергеем Морозовым, директором Центра диагностики и телемедицины, отмечается, что эксперимент был масштабным. В нем приняли участие более 20 компаний. Всего было обработано и проанализировано более полутора миллионов медицинских изображений и снимков. 1,5 миллиона исследований. В ходе эксперимента был отработан процесс автоматической обработки медицинских данных.

 Для столичного эксперимента разработчики создали 38 сервисов на базе ИИ для анализа 10 видов исследований. Сервисы компьютерного зрения предложила компания Care Mentor AI (ООО «КэреМенторЭйАй»). Две ее разработки уже используются в практике работы московских больниц.

1. Рентгеноскрининг патологий органов грудной клетки дает возможность диагностировать пневмонию, рак, туберкулез. Это наиболее опасные социальные заболевания, которые важно увидеть на начальных этапах для последующего эффективного лечения. Сервис анализирует снимки, полученные с рентген-аппарата клиники. Затем локализует патологический участок органа, указывает точное расположение и размеры патологии. Эти результаты возвращаются в единую информационную систему. Обработка происходит всего за 8 секунд. Машина видит даже небольшие изменения в органе, которые человеческий глаз не способен зафиксировать. Она различает множество градаций серого цвета. Машина наносит на изображение цветовые маски, которые являются подсказкой для врача-рентгенолога. Специалист видит патологический участок и проводит дальнейшую диагностику.
2. Сервис «КТ COVID-19» помогает увидеть ранние признаки заражения на снимках КТ. Он определяет локацию, размеры патологии и процент поражения легких, в том числе по классификации КТ-0 — КТ-4, утвержденной Минздравом России. Компания-разработчик была награждена премией мэра Москвы «Новатор Москвы» в номинации «Искусственный интеллект и ИТ-технологии». Сервис за 2-3 минуты анализирует и выдает результаты обработки снимка. Он также накладывает цветовые маски на изображения на каждом срезе. Врач изучает подсказки машины и принимает окончательное решение о диагнозе.

Илья Плиско, генеральный директор ООО «КэременторЭйАй», напоминает, что ИИ не является заменой врача. Он становится помощником специалиста, фокусирует внимание человека на области патологического поражения органа. Окончательное решение о диагнозе и выбор методики лечения остаются за врачом. При работе над сервисом компания провела расширенные консультации с экспертами НИИ Москвы и Санкт-Петербурга. Чтобы не допускать ошибок в выявлении патологий, разметку каждого исследования для обучения нейросети проводят как минимум 3 опытных специалиста, имеющих стаж работы более десяти лет в поликлинике и стационаре.

Помимо разработок компании «КэреМенторЭйАй» в московском эксперименте был задействован сервис COVID-Multivox, разработанный специалистами из «Гаммамед-Софт». С его помощью московские рентгенологи по изображениям КТ анализируют патологии легких при COVID-19.

Эта технология позволяет определять долю здоровой ткани легкого. Она дает не только объемы, локацию патологических изменений органа. Машина может оценить уровень поражения ткани, выделяя следующие градации: фиброзная ткань, плотное матовое стекло, матовое стекло. Такая детализация позволяет назначить более эффективное лечение для каждого индивидуального случая.

Разработчики «Гаммамед-Софт» составляли программу сервиса в сотрудничестве с врачами городской клинической больницы № 52, учеными НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына. Работа проходила в ограниченные сроки, а врачи вместо отдыха консультировали разработчиков в перерывах между своей работой в красной зоне ковидного отделения.

Сначала была создана база исследований КТ. На ее основе нейросеть была обучена качественно и дифференцированно определять объемы пораженной болезнью ткани легких. Итогом машинной обработки изображения стали построенные ей диаграммы. Они показывают врачам динамику изменений состояния здоровья пациента. На основе этих данных специалист корректирует или меняет назначенное лечение.

ИИ интеллект предоставляет врачу следующие данные:

1. Оставшийся объем здоровой ткани легких
2. Процент патологии органа
3. Степень поражения каждого патологического участка легкого
4. Динамика изменений в объемах здоровых и поврежденных участков органа
5. Эффективность проводимой методики лечения

Кроме этого, машина дает рекомендации врачу о том, нужно ли переводить больного в реанимацию, требуется ли подключить его к аппарату ИВЛ.

Измерения сервиса обладают высокой точностью. Абсолютный объем здоровых и пораженных тканей указывается в кубических сантиметрах. Относительный размер патологии измеряется в процентах по отношению ко всему объему легких. Получив точные показатели, безошибочно определятся тяжесть заболевания.

Итоговые выводы о заболевании программа строит на основе классификации КТ-0 — КТ-4. Машина предоставляет отчет с описанием количественных значений и краткими комментариями. Вся информация сохраняется в базе данных, обеспечивая преемственность лечения пациента.

Тестирования сервиса проходило в НИИ скорой помощи имени Н.В. Склифосовского и в Медицинском научно-образовательном центре МГУ имени М.В. Ломоносова, а также других клиниках столицы. Машина проанализировала более 120 тыс. КТ-исследований. Результаты тестовых испытаний показали, что сервис можно использовать в федеральной региональной системе телемедицинских консультаций.

Андреем Гавриловым, научным руководителем разработки ООО «Гаммамед-Софт», особо акцентируется оперативность работы сервиса. Нормативное время обработки снимка составляет 10 минут. ИИ анализирует изображение и предоставляет отчет врачу в 2 раза быстрее - в течение за 5–6,5 минут. Вместо двух исследований в час с помощью сервиса можно провести 6 исследований. Это дает оперативную и надежную поддержку врачам, загруженным большими объемами работ во время пандемии коронавируса и эпидемий других опасных и сезонных инфекций. В ходе московского эксперимента авторы программы смогли усовершенствовать ее, сделать более полезной для практической работы врача. Правительство Москвы оказало финансовую поддержку разработчикам в качестве благодарности за их качественный продукт.

Эксперименты по использованию технологий ИИ планируют провести другие регионы страны. Например, на базе первого Российского Института искусственного интеллекта в университете «Иннополис» в Республике Татарстан началось тестирование сервиса AIRadiology.

Эта программа проводит анализ рентгенографии органов грудной клетки, распознает и измеряет размеры и глубину поражения легких. Машина выдают врачу отчет, состоящий из двух файлов:

1. В протоколе исследования Structure Report определяется вероятность патологических изменений органа.
2. Первичный рентгеновский снимок с наложением на него тепловой карты, показывающей участки патологических изменений органа.

Машина обрабатывает снимки всего за 30 секунд. И в отчете выдает четкие изображения.

Рамилем Кулеевым, директором Института ИИ университета «Иннополис», подчеркивается наличие огромной статистике, свидетельствующей об уровне нагрузки врачей-рентгенологов. В России в течение года осуществляется примерно восемьдесят миллионов рентгенологических исследований органов грудной полости, каждые день в наше стране делается более 220 тысяч снимков. Весь этот объем должны обработать врачи. Если в их работе будут использованы технологии ИИ, то обработка результатов будет происходить намного быстрее и точнее. Освобождение врача от рутинной работы позволит проводить более углубленное исследование им сложных случаев, оперативное выполнение неотложных исследований.

Рамиль Кулеев оценил инфосистему здравоохранения Москвы как одну из лучших в Европе. Она является лидером в России и позволяет отрабатывать новые сервисы, программы и технологии для последующего внедрения их в практику работы столичных и региональных медицинских центров. Для этого есть все необходимые регламенты и методики. Их разработали Центр диагностики и телемедицины и информационно-аналитический центр в сфере здравоохранения Москвы. Теперь разработчики новых сервисов могут тестировать свои проекты на качественно выстроенной ИТ-инфраструктуре.

Для участия в московском эксперименте вход открыт для всех разработчиков медицинских сервисов на основе технологий компьютерного зрения. Свои заявки на участие IT-компании могут подать в Центр диагностики и телемедицины. На его сайте размещен список требований к сервису и перечень необходимых документов сопровождения.

Те разработки, которые соответствуют заявленным требованиям, будут участвовать в тестовых и испытаниях на возможности функционала и точность алгоритмов. При этом каждый сервис должен быть интегрирован с ЕРИС. Успешно пройденные тестирование сервисы получают гранты Правительства Москвы. Разработки, которые успешно прошли тестирование, включаются в промышленный контур. Они становятся доступны врачам медицинских организаций.

Инной Мороз, директором по развитию компании «КэреМенторЭйАй», высоко оценивается полезность тестирования сервисов компании в рамках московского эксперимента. Экспертиза помогла оценить техническую зрелость, функциональность и практическую полезность разработок. Высокие оценки дали импульс для новых поисков и совершенствования разработанных продуктов.

 Источник mos.ru