07.01.2022
Ученые обучают искусственный интеллект распознавать особенности строения уха пациента по изображению, полученному в результате КТ. Это поможет проводить операции по имплантации кохлеарных слуховых аппаратов более точно и избежать многих рисков неправильной установки КИ — таких как паралич, тики, боль.
Каждый пятый пациент с потерей или серьезными нарушениями слуха, а также врожденной глухотой имеет деформацию внутреннего уха и может получить пользу от имплантации усовершенствованного слухового аппарата, известного как кохлеарный имплантат (КИ). Исследования лабиринтной структуры внутреннего уха выполняются с помощью компьютерной томографии (КТ), хотя интерпретация изображений очень сложна и может отсрочить или полностью исключить лечение.
Кохлеарный имплант состоит из внешней части — аудиопроцессора и внутренней — приемником имплантата. Аудиопроцессор, расположен за ухом. Он улавливает звук, оцифровывает его и отправляет через передатчик, расположенный на черепе, на приемник имплантата под кожей. Приемник преобразует цифровые данные в электронный сигнал, который затем отправляется на серию электродов, имплантированных в улитку. Электроды стимулируют слуховой нерв, позволяя мозгу воспринимать звук.
Сам процесс имплантации сложен. Во время операции хирурги сверлят отверстие в черепе, чтобы имплантировать приемник и электроды. Существует высокий риск задеть лицевой нерв или расположить электрод слишком близко к нему. Это приводит к тикам, боли, в отдельных случаях — даже к параличу пациента. Если электрод расположить неправильно по отношению к деформациям, имплант не будет работать. Чтобы этого избежать, хирургам нужна точность в знании нюансов внутреннего строения уха каждого конкретного пациента.
Проблема в том, что даже многие ЛОР-врачи не знают о возможных деформациях уха, так как пациентов с ними немного. Также, как нет двух одинаковых деформаций.
Ученые поставили цель разработать программное обеспечение, которое сможет различать и правильно определять типичные деформации в структуре внутреннего уха по КТ-сканам. Имплантат с таким ПО указывал бы хирургу, где и под каким углом совершать его установку во время операции.
Доктор Паула Диаз Лопес из исследовательского отдела визуальных вычислений DTU Compute недавно опубликовала первые результаты исследования совместно с коллегами из DTU и Oticon Medical. Эти ученые специализируются на использовании искусственного интеллекта при анализе изображений, а именно — машинного и глубокого обучения. Применяя знания о строении уха, доктор Паула обучает математическую модель распознавать особые характеристики на изображениях компьютерной томографии. Результаты исследования подтверждают, что искусственный интеллект позволяет идентифицировать слуховой и лицевой нерв на отсканированных изображениях.
Данные о пациентах с деформацией внутреннего уха ограничены, поэтому исследователи из DTU используют данные Национального медицинского исследовательского центра оториноларингологии Федерального медико-биологического агентства России в Москве. Oticon Medical уже сотрудничает с главой больницы, профессором Хассаном Диабом, который является специалистом в этой области.
Сотрудничество с российскими научно-исследовательскими институтами — новое явление для кафедры DTU. По словам доцента Расмуса Полсена, полученная информация от российских коллег является уникальной и очень помогает в обучении математических моделей.
«Чрезвычайно важно иметь доступ к данным, отражающим огромное разнообразие пациентов с деформацией внутреннего уха, а также получать экспертные заключения для оптимальной хирургической процедуры, чтобы иметь возможность планировать операции. Исследовательский центр Хасана Диаба охватывает огромную географическую область, поэтому в его клинике лечится гораздо больше пациентов, чем в большинстве других. Бесценно иметь доступ к этим данным вместе с клинически значимыми параметрами, такими как хирургические методы и результаты операций по имплантации».
Весной Паула посетит больницу в Москве, чтобы узнать, как врачи работают ежедневно, и увидеть, как они генерируют данные. «Я инженер и математик, работающий с математическими моделями, и никогда не изучала анатомию. Конечно, я хорошо разбираюсь в ухе, но мне важно получить представление о том, что нужно врачам, и как наши алгоритмы могут помочь, от практикующих медиков».
Старший менеджер по трансляционным исследованиям в Oticon Medical Франсуа Пату предполагает более быстрое внедрение научных инноваций на практике и возлагает большие надежды на сотрудничество с Хасаном Диабом:
«Сотрудничество между профессором Диабом и Oticon Medical представляет собой большой шаг к более безопасной имплантации кохлеарных слуховых аппаратов в самых сложных случаях — например, у младенцев, рожденных с деформациями. Для Oticon Medical этот проект — трамплин для использования автоматизированного анализа изображений в лечении КИ. Он поддерживает цель компании — позволить инновациям быть полезными для всех пользователей КИ».
Пока ведущие медицинские центры, специализирующиеся на ЛОР-болезнях, сосредоточены в Казахстане. Каждый год Алматы, Нур-Султан, Атырау и другие города посещают пациенты со всего мира. Здесь проводят операции по восстановлению носового дыхания, слуха, удалению новообразований, оказывают помощь при ургентных состояниях. Медицинские туристы приезжают в Казахстан с помощью компании «АльфаМедГрупп». На официальном сайте https://alpha-med.kz/directions/otorinolaringologiya.1631080065 можно оставить заявку и получить консультацию по выбору клиники, ценам и условиям поездки. Компания сопровождает пациента и его близких от сбора документов до выздоровления. Менеджеры «АльфаМедГрупп» решают все организационные вопросы.
