Нейросеть научили диагностировать состояние коронарных сосудов
Междисциплинарной группой ученых из МФТИ, ИВМ РАН и Сеченовского университета предложен альтернативный способ оценки скорости пульсовой волны и эластичности сосудов без проникновения в организм и использования медикаментов. Результаты по апробации и использованию нейросети опубликованы в журнале первого квартиля Mathematics.
Основные
гемодинамические индексы — показатели работы сердечно-сосудистой системы:
фракционный резерв кровотока, коронарный резерв кровотока и мгновенный
безволновой коэффициент. Разработанная научной группой нейросеть позволяет
настраивать параметры вычислительной модели с учетом индивидуальных особенностей
пациента. Обучение нейросети проводилось на основе базы данных, содержащей
характеристики так называемого «виртуального населения», то есть набор
параметров, которые были рассчитаны с помощью нескольких тысяч вычислительных
моделей, описывающих воображаемых пациентов различного возраста и пола, имеющих
различную эластичность сосудов, частоту сердцебиения и периферическое
сопротивление.
Проверка нейросети была сделана на анонимизированных ретроспективных данных 100
реальных пациентов, проходивших обследование в Сеченовском университете, и такой
подход позволил получить достаточно хорошую точность. Главное преимущество
предложенного метода состоит в том, что он позволяет оценить такие
трудноизмеримые параметры, как скорость пульсовой волны в аорте (волна
повышенного давления) и эластичность сосудов, по широкодоступным данным, которые
включают возраст, ударный объем, пульс, систолическое, диастолическое и среднее
артериальное давление.
«Эта работа является продолжением серии исследований, посвященных численному
анализу фракционного резерва кровотока. Именно этот показатель позволяет
кардиологам обоснованно принять решение о необходимости установки стента в
коронарные сосуды. Наша модель основана только на неинвазивно собранных данных
от конкретных пациентов, но позволяет рассчитывать этот показатель почти с той
же точностью, что и прямые измерения внутри тела. С каждым новым витком работы
мы улучшаем модель, и сейчас нам удалось повысить точность за счет использования
нового алгоритма оценки эластичности сосудов с помощью нейросети», — рассказал о
проекте Сергей Симаков, заведующий кафедрой вычислительной физики МФТИ.
В итоге новый метод позволил повысить точность оценки фракционного резерва
кровотока на 4%. Проведенные вычислительные эксперименты также показали, что
гемодинамическая важность стенозов возрастает у пациентов с повышенной скоростью
пульсовой волны в аорте до 10–15 м/с, которая связана со снижением эластичности
ее стенок.
Источник: remedium.ru