Эту задачу заказала больница Ханойского медицинского университета, и над ней в течение 3 лет работал Буй Ван Сон (родился в 2000 году в Тхань Хоа), новый инженер Ханойского университета науки и технологий, под руководством доктора Нгуен Хонг Куанга, руководителя отдела исследований биомедицинской информатики Международного исследовательского центра искусственного интеллекта (BK.AI).
Буй Ван Сон – студент факультета компьютерной инженерии. Благодаря своей страсти к исследованиям, уже на втором курсе университета Сон подал заявку на работу в лабораторию биомедицинской информатики доктора Нгуена Хонг Куанга. Здесь студент получил возможность познакомиться с рядом проблем применения ИИ в медицине , таких как расшифровка генов, определение реакции на лекарственные препараты, обработка изображений и т. д.
По словам Сона, в то время как большинство его однокурсников работают над веб-сайтами и приложениями, специализация на искусственном интеллекте в биомедицинской сфере также сопряжена со множеством трудностей.
«Помимо необходимости проводить исследования и посещать курсы по искусственному интеллекту, мне также пришлось заново изучать знания, связанные с секвенированием генов, ДНК, мРНК, процессом ПЦР-тестирования... для нужд исследования».
Во время своего первого рабочего дня в лаборатории Сон под руководством преподавателя участвовал в поиске новых препаратов для борьбы с раковыми клетками, их предотвращения и подавления. Кроме того, студент решал задачи по обработке изображений и выявлению неисправных панелей солнечных батарей.
В середине 2022 года учитель предложил Сону принять участие в проекте, заказанном больницей Ханойского медицинского университета, который был связан с «Определением прозрачности воротникового пространства плода с использованием ультразвуковых изображений».
Чтобы полностью освоить технические термины, Сону пришлось провести два месяца, общаясь с врачами в больнице и просматривая записи УЗИ плода, чтобы понять процесс измерения толщины воротникового пространства. Постепенно Сон понял смысл и цель этой темы, а также то, как результаты исследования можно применить в реальной жизни.
По словам Сона, определение ширины воротникового пространства может помочь врачам в ранней диагностике аномалий плода до рождения. Однако ультразвуковое измерение толщины воротникового пространства в настоящее время по-прежнему выполняется вручную. Этот метод зависит от опыта врача, поэтому существует множество потенциальных ошибок.
«Иногда ошибка всего в 0,1–0,2 мм может привести к разным результатам диагностики, что влияет на процесс консультирования беременных женщин», — сказал Сон.
Поэтому студент потратил время на изучение набора данных, состоящего примерно из 1200 ультразвуковых изображений плода, которые были промаркированы ведущими врачами больницы Ханойского медицинского университета с указанием области воротникового пространства, и одновременно с этим разработал модели глубокого обучения и алгоритмы обработки изображений, подходящие для решения этой задачи. Однако поначалу результаты были не слишком обнадеживающими.
«Был период, длившийся 2–3 недели. Я перепробовал множество продвинутых моделей обработки изображений, но так и не смог улучшить результаты. В мире проводились исследования с использованием искусственного интеллекта для измерения затылка, но ни одного исследования, которое бы чётко показывало затылок и его ширину в миллиметрах, не было», — сказал Сон.
Каждый раз, когда им не удавалось найти новое направление, учителю и ученику приходилось садиться вместе, чтобы «распутать» и улучшить каждый шаг алгоритма. По словам доктора Нгуена Хонг Куанга, Сон — упорный и трудолюбивый человек. Чтобы решить эту задачу, Сону пришлось решить около 20 различных подзадач.
«Чем больше он работал, тем больше проблем он находил, которые требовали решения, и он активно внедрял их, поэтому результаты улучшались с каждым днем», — сказал доктор Куанг.
После почти двух лет исследований Буй Ван Сон предложил новый метод определения и измерения толщины воротникового пространства плода с помощью двумерных ультразвуковых изображений с погрешностью 0,4 мм по сравнению с ручным измерением, выполняемым врачом. Этот метод измерения помогает снизить затраты и трудозатраты врачей на проведение измерений, а также служит основой для контроля процесса ультразвуковых исследований.
Результаты исследований Сона также были протестированы в больнице Ханойского медицинского университета и признаны осуществимыми. Затем Сон представил их на студенческом научном конкурсе Ханойского университета науки и технологий и занял второе место.
По словам Сона, хотя это было новое исследование, точность метода на тот момент не была абсолютной.
Поэтому после конкурса Сон продолжил разработку и совершенствование алгоритма. Студент создал веб-сайт и приложение прямо на телефоне. Достаточно загрузить изображение в систему, и модель точно измерит данные о воротниковом пространстве, порог безопасности, всего за 5–7 секунд. Этот метод также подходит для случаев, которые трудно распознать на размытых и нечётких ультразвуковых изображениях, минимизируя ненужные ошибки в процессе ультразвукового исследования.
Увидев положительные результаты, Буй Ван Сон и его ученик подготовили научную исследовательскую работу для публикации в международном журнале «Биомедицинская информатика». Однако Сон также подтвердил, что эта модель не заменяет врачей, а служит лишь вспомогательным инструментом, позволяющим врачам точнее определять яркость.
Начав работать с Соном на втором году его работы, доктор Нгуен Хонг Куанг оценил Сона как человека, увлечённого научными исследованиями. Первыми задачами, поставленными перед ним в лаборатории, были прикладное и веб-программирование, с которыми Сон справлялся очень быстро и эффективно. После этого, благодаря своей увлечённости искусственным интеллектом, Сон успешно исследовал, применял полученные знания и успешно решал поставленные задачи.
«Благодаря исследованию «Определение толщины воротникового пространства плода с помощью ультразвуковых изображений» текущая точность модели сопоставима с точностью ведущих врачей УЗИ во Вьетнаме. Однако её практическое применение во многом зависит от факторов, связанных с операционными процедурами больницы, а также процедурами медицинского обследования и лечения, проводимыми Министерством здравоохранения», — отметил доктор Нгуен Хонг Куанг.
Источник
Комментарий (0)