Система для автоматической сегментации опухолей головного мозга
СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ ВРАЧЕБНЫХ РЕШЕНИЙ КОМПЬЮТЕРНОЕ ЗРЕНИЕ МАШИННОЕ ОБУЧЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ НЕЙРООНКОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ
По данным Министерства здравоохранения РФ показатель смертности от онкологических заболеваний в России в настоящее время составляет более чем 200 человек на 100 тысяч населения. При этом у 65-80% умерших от онкологии обнаруживаются опухоли в головном мозге. Вопрос диагностики и контроля динамики нейроонкологических заболеваний у пациентов с первичными и вторичными опухолями головного мозга крайне актуален. Раннее обнаружение новообразований значительно улучшает результативность целевой терапии (оперативной, лучевой, химиотерапевтической и иммунологической).
Наиболее распространенным методом первичного выявления, неинвазивного контроля и источником рекомендаций по дальнейшему лечению является МРТ. Головной мозг является сложной структурой, разные области которой обладают различной функциональной значимостью. В результате возникает проблема, связанная с оценкой влияния стадии развития опухоли и/или хирургического повреждения структур головного мозга на здоровье и качество жизни пациента, в том числе на клиническую выраженность неврологического дефицита.
Очевидно, что уровень специалистов, производящих обработку данных, должен быть крайне высок и важно исключить фактор «человеческой ошибки». Одним из возможных подходов к решению вышеперечисленных проблем является разработка новых методов диагностики на основе систем искусственного интеллекта. Но они требуют привлечения высококвалифицированных специалистов различных направлений: лучевых диагностов, неврологов, нейроонкологов, математиков, информатиков, программистов. Необходимо создание больших баз данных со специальным образом размеченными снимками.
На основе последних достижений в сфере искусственного интеллекта и собственных разработок и экспертизы междисциплинарной команды в ходе выполнения проекта РФФИ разработана технология и создан прототип системы поддержки принятия врачебных решений при персонализированной диагностике и выработке рекомендаций по лечению нейроонкологических заболеваний с применением методов нейровизуализации.
Система позволяет автоматически сегментировать опухоли головного мозга (менингиомы, невриномы. глиобластомы и астроцитомы).
Для этого необходимо загрузить данные в клиент – 3D Slicer, с которого начнётся предобработка путем процедуры регистрации снимков. Затем с помощью API данные будут переданы в модуль обработки данных для автоматической сегментации. Далее с помощью набора свёрточных и 3D нейронных сетей система детектирует новообразования и сегментирует в автоматическом режиме. В результате формируется файл – маска сегментации, которую можно, при необходимости, отредактировать.

Оптимальный уровень решения:
•	Сегментация опухолей головного мозга на валидационной части открытого набора данных BraTS 21 с показателями меры качества Dice 0.847, 0.882 и 0.924 для областей опухоли накапливающей контраст (ET - enhancing tumor), собственно опухоли, включающей патологические ткани, накапливающие и ненакапливающие контраст, а также некротическое ядро (TC – tumor core) и всей опухоли – дополнительно к ТС добавляется отек (WT - whole tumor);
•	Сегментация опухолей головного мозга на тестовой части закрытого источника данных SBT с показателями меры качества Dice 0.879, 0.863 и 0.917 для областей ET, TC и WT.
Баир
Тучинов
Николаевич
м.н.с.
Отсутствует
Отсутствует
-
57215120683
-
0000-0002-8931-9848
РОССИЯ
Михаил
Федорук
Петрович
ректор
РОССИЯ
76.29.62
Рентгенология и медицинская радиология
01.02.EP
COMPUTER SCIENCE, ARTIFICIAL INTELLIGENCE
03.02.VY
RADIOLOGY, NUCLEAR MEDICINE & MEDICAL IMAGING
Евгения
Амелина
Валерьевна
10%
РОССИЯ
Владимир
Гроза
Валерьевич
10%
РОССИЯ
Баир
Тучинов
Николаевич
20%
РОССИЯ
Николай
Толстокулаков
Юрьевич
20%
РОССИЯ
Евгений
Павловский
Николаевич
10%
РОССИЯ
Михаил
Амелин
Евгеньевич
10%
РОССИЯ
Андрей
Летягин
Юрьевич
10%
РОССИЯ
Сергей
Голушко
Кузьмич
10%
РОССИЯ
РФФИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ"
1037739411489
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский фонд фундаментальных исследований"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Новосибирский государственный университет; НГУ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"
1025403658565
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения