Jest to zadanie zlecone przez Szpital Uniwersytetu Medycznego w Hanoi i wykonane przez Bui Van Sona (urodzonego w 2000 r. w Thanh Hoa), nowego inżyniera na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Hanoi, w ciągu 3 lat pod kierownictwem dr. Nguyen Hong Quanga, kierownika Działu Badań Informatyki Biomedycznej w Międzynarodowym Centrum Badań nad Sztuczną Inteligencją (BK.AI).

Bui Van Son studiuje inżynierię komputerową. Z powodu swojej pasji do badań, już na drugim roku studiów, Son złożył podanie o dołączenie do laboratorium informatyki biomedycznej dr. Nguyena Hong Quanga. Student ma tu okazję zgłębić zagadnienia związane z zastosowaniem sztucznej inteligencji w medycynie , takie jak dekodowanie genów, znajdowanie odpowiedzi na leki, przetwarzanie obrazu itp.

Choć większość jego kolegów z klasy zajmuje się tworzeniem stron internetowych i aplikacji, skupienie się na sztucznej inteligencji w dziedzinie biomedycyny, zdaniem Sona, również wiąże się z wieloma trudnościami.

„Oprócz konieczności prowadzenia badań i uczestniczenia w kursach z zakresu sztucznej inteligencji, musiałem także odświeżyć wiedzę na temat sekwencjonowania genów, DNA, mRNA, procesu testowania PCR... aby wykorzystać ją w badaniach”.

z5128872607157 11c22f4820fddb63dec840e09be6ea28.jpg
Bui Van Son (urodzony w 2000 roku w Thanh Hoa ) właśnie ukończył studia na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Hanoi

Podczas swojej pierwszej wizyty w laboratorium, pod okiem swojego nauczyciela, Son brał udział w poszukiwaniu nowych leków, które reagowałyby na komórki nowotworowe, zapobiegały im i hamowały ich rozwój. Ponadto, student zajmował się również przetwarzaniem obrazu, identyfikując wadliwe panele na panelach słonecznych.

W połowie 2022 roku nauczyciel zaproponował Sonie udział w projekcie zleconym przez Szpital Uniwersytecki Medyczny w Hanoi, dotyczącym „Określania przezierności fałdu karkowego płodu przy użyciu obrazów ultrasonograficznych”.

Aby w pełni zrozumieć terminologię techniczną, Son musiał spędzić 2 miesiące na rozmowach z lekarzami w szpitalu i oglądaniu filmów z USG płodu, aby zrozumieć proces pomiaru przezierności fałdu karkowego. Stopniowo Son zrozumiał znaczenie i cel tematu oraz to, jak wyniki badań można zastosować w praktyce.

Według Son, określenie szerokości przezierności fałdu karkowego może pomóc lekarzom we wczesnym rozpoznaniu nieprawidłowości płodu jeszcze przed porodem. Jednak pomiar przezierności fałdu karkowego za pomocą USG jest obecnie nadal wykonywany ręcznie. Technika ta zależy od doświadczenia lekarza, co stwarza wiele potencjalnych błędów.

„Czasami błąd rzędu 0,1–0,2 mm może prowadzić do odmiennych wyników diagnostycznych, co z kolei może mieć wpływ na proces doradztwa dla kobiet w ciąży” – powiedział Son.

W związku z tym student poświęcił czas na analizę zbioru danych obejmującego około 1200 obrazów USG płodu, oznaczonych obszarem przezierności karkowej przez czołowych lekarzy ze Szpitala Uniwersyteckiego w Hanoi, a jednocześnie zbudował i rozwinął modele głębokiego uczenia się oraz algorytmy przetwarzania obrazu odpowiednie do tego problemu. Jednak początkowo wyniki nie były zbyt obiecujące.

111fwefwe.jpg

„Minęły 2-3 tygodnie. Wypróbowałem wiele zaawansowanych modeli przetwarzania obrazu, ale nadal nie udało mi się poprawić wyników. Na świecie przeprowadzono badania wykorzystujące sztuczną inteligencję do pomiaru wolnej przestrzeni za szyją, ale nie było żadnego badania, które jednoznacznie pokazywałoby wolną przestrzeń za szyją i jej szerokość w mm” – powiedział Son.

Za każdym razem, gdy nie mogli znaleźć nowego kierunku, nauczyciel i uczeń musieli wspólnie „rozplątać” i udoskonalić każdy krok algorytmu. Według dr. Nguyen Hong Quang, Son jest osobą wytrwałą i pracowitą. Aby rozwiązać ten problem, Son musiał rozwiązać prawie 20 różnych podproblemów.

„Im więcej Son pracuje, tym więcej pojawia się problemów do rozwiązania, a on aktywnie je wdraża, dzięki czemu wyniki poprawiają się z dnia na dzień” – powiedział dr Quang.

Po prawie 2 latach badań, Bui Van Son zaproponował nową metodę określania i pomiaru przezierności fałdu karkowego płodu za pomocą dwuwymiarowych obrazów ultrasonograficznych, z błędem 0,4 mm w porównaniu z manualną metodą pomiaru przez lekarza. Ta metoda pomiaru pomaga obniżyć koszty i nakład pracy lekarzy w wykonywaniu pomiarów oraz stanowi podstawę do ponownej kontroli procesu pomiaru ultrasonograficznego.

Wyniki badań Sona zostały również przetestowane w Szpitalu Uniwersytetu Medycznego w Hanoi i ocenione jako wykonalne. Son zaprezentował je następnie na Konkursie Badań Naukowych Studentów Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hanoi, zdobywając drugą nagrodę.

1692756927599 1gẻg.png
Bui Van Son i dr Nguyen Hong Quang – kierownik Katedry Badań Informatyki Biomedycznej, wykładowca Katedry Inżynierii Komputerowej Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hanoi.

Jak twierdzi Son, chociaż było to nowe badanie, dokładność metody w tamtym czasie nie była absolutna.

Dlatego po zakończeniu konkursu, Son kontynuował prace nad rozwojem i udoskonalaniem algorytmu. Student stworzył stronę internetową i aplikację bezpośrednio na telefonie. Wystarczy przesłać obraz do systemu, a model dokładnie zmierzy dane dotyczące przezierności fałdu karkowego, czyli progu bezpieczeństwa, w zaledwie 5-7 sekund. Ta metoda sprawdza się również w przypadkach trudnych do zidentyfikowania na rozmazanych, niewyraźnych obrazach USG, minimalizując niepotrzebne błędy podczas pomiaru USG.

Widząc pozytywne wyniki, Bui Van Son i jego student ukończyli pracę naukową, którą zgłosili do międzynarodowego czasopisma „Biomedical Informatics”. Son zapewnił jednak, że model ten nie zastępuje lekarzy, a jedynie stanowi dla nich narzędzie pomocnicze, pozwalające dokładniej określić zakres światła.

Rozpoczynając współpracę z Sonem na drugim roku, dr Nguyen Hong Quang ocenił go jako osobę pasjonującą się badaniami naukowymi. Pierwsze zadania przydzielone mu w laboratorium to programowanie aplikacji i stron internetowych, które Son wykonywał bardzo szybko i sprawnie. Później, dzięki swojej pasji do sztucznej inteligencji, Son bardzo dobrze prowadził badania, stosował i rozwiązywał powierzone mu problemy.

„Dzięki badaniu „Określanie przezierności karku płodu za pomocą obrazów ultrasonograficznych”, obecna dokładność modelu jest porównywalna z dokładnością wiodących ultrasonografistów w Wietnamie. Jednak jego praktyczne zastosowanie w dużej mierze zależy od czynników związanych z procedurami operacyjnymi szpitala oraz procedurami badań i leczenia w Ministerstwie Zdrowia” – ocenił dr Nguyen Hong Quang.

Słowa wdzięczności nowego inżyniera Uniwersytetu Nauki i Technologii skierowane do jego matki, rolniczki, poruszyły miliony serc . Jego ojciec zmarł przedwcześnie, pozostawiając matkę samą z wychowywaniem i edukacją dzieci. Tien Anh i jego brat zawsze dążyli do uzyskania dyplomu inżyniera na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Hanoi.