ИИ помогает хирургам соединить рентген и КТ при операции

Ученые создали систему, которая совмещает рентгеновские снимки с 3D-сканами пациента за секунды. Метод ускоряет минимально инвазивные операции и снижает риск осложнений.

Исследователи сначала обучили универсальную модель на обширном наборе медицинских сканов

Источник: medlineplus.gov

Ученые из Массачусетского технологического института (США) создали методику, которая точно и быстро сопоставляет рентгеновские снимки, полученные во время операции, с предоперационным 3D-сканом пациента. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Новая система получила название xvr. Она использует модель искусственного интеллекта, которая адаптируется к каждому пациенту примерно за пять минут. Модель автоматически совмещает рентгеновские снимки с 3D-сканами за секунды и с субмиллиметровой точностью. Метод превзошел существующие решения на порядок для разных пациентов, частей тела и процедур.

Во время минимально инвазивных операций врачи используют рентген в реальном времени, чтобы направлять катетеры и эндоскопы через небольшие разрезы. Но плоские снимки не позволяют точно определить положение инструмента внутри тела, что повышает риск осложнений. Обычно специалисты вручную совмещают рентген с КТ или МРТ, что медленно и трудоемко. Инструменты на основе ИИ не всегда работают надежно для всех пациентов.

При минимально инвазивных операциях врачи смотрят на рентген в реальном времени

Источник: Freepik

Чтобы решить эту проблему, ученые отказались от универсальной модели. Вместо этого система создает модель под конкретного пациента. Xvr берет его 3D-скан и генерирует тысячи синтетических рентгеновских снимков под разными углами, используя физическое моделирование. Это исключает появление недостоверных данных.

Обучение модели с нуля заняло бы около 12 часов, что неприемлемо в экстренных случаях. Поэтому исследователи сначала обучили универсальную систему на сканах более чем 2 тыс. пациентов. После этого модель адаптируется к новому пациенту за пять минут и показывает такую же точность. Тестирование провели на крупнейшем наборе реальных данных из пяти больниц.

Система значительно превзошла другие методы ИИ по точности и надежности, работая достаточно быстро для экстренной хирургии. По словам специалистов, большинство американцев живут далеко от центров, где проводят операции при инсульте, а каждая минута в этом случае очень важна. В будущем ученые хотят ускорить xvr для работы в реальном времени и научить его учитывать движущиеся части тела.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ИИ научился оценивать возраст сетчатки.