Искусственный интеллект в помощь хирургам: ученые трех учреждений Новосибирска разрабатывают модель прогнозирования исхода операции при аневризме брюшного отдела аорты

Математическая модель выявила связь между риском тромбоза крупных сосудов нижних конечностей после эндопротезирования брюшной аорты и расположением брюшной аорты относительно оси позвоночника. В проекте участвуют сосудистые хирурги НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина, механики Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН и специалисты в области искусственного интеллекта из НГУ.

Результат командной работы - яркая иллюстрация возможностей искусственного интеллекта, над которым не довлеют общепризнанные инструкции и рекомендации профессиональных сообществ, благодаря чему он обнаруживает совершенно новые факты.

«На большом объеме данных удалось установить интересные взаимосвязи, о которых мы, врачи, прежде не догадывались: их обнаружила машина, - рассказал заведующий научно-исследовательским отделом сосудистой и гибридной хирургии Центра Мешалкина Андрей Анатольевич Карпенко. - Раньше для определения рисков тромботических осложнений после эндопротезирования аорты ориентировались на угол кривизны аорты выше и ниже почечных артерий. Сейчас искусственный интеллект указал на другой важный параметр - угол отклонения шейки аневризмы от оси позвоночника. Машина обнаружила совпадение этого показателя и неблагоприятных исходов почти в 90% случаев. Ось позвоночника постоянна, и использовать ее как ориентир для оценки анатомических особенностей очень эффективно».

Исследование проводили при поддержке гранта Российского научного фонда. Первый результат работы - алгоритм персонализированного прогнозирования неблагоприятных клинических исходов при эндоваскулярных методах хирургического лечения.

«Разработанная программа позволяет за считанные минуты выполнить сегментацию снимка компьютерной томографии и восстановить геометрию аневризмы, причем как область течения крови, так и области кальцификации стенки и пристеночных тромбомасс, - объяснил старший преподаватель механико-математического факультета НГУ Даниил Паршин. - Применение передовой методики speckle tracking позволило нам количественно оценить удельный объем тромбомасс в просвете, благодаря чему механика комплекса "локация кровотока - тромб - стенка" предстала существенно более сложной с вариациями деформаций. Все это невозможно было бы оценить, не использовав нейронные сети».

Врачам-клиницистам такая программа при объединении с компьютерной томографией даст возможность на этапе планирования операции видеть отдаленные риски патологических изменений аорты в зоне предполагаемой фиксации стент-графта, таких как «протечка» протеза из-за индивидуальной анатомии сосуда, тромбоз, разрыв или развитие аневризмы.

Это позволит не только выбирать метод протезирования более прицельно, но и оптимизировать ведение пациентов после операции. Возможность разделить группы высокого и низкого риска неблагоприятного события и разработать под них индивидуальную программу наблюдения - большой шаг в прогнозировании состояния пациентов и развитии персонифицированной медицины.