В Сколтехе создали прототип медицинской системы визуализации, которая «нарисует» кровеносные сосуды прямо на теле человека. Это поможет медперсоналу попасть в вену при заборе крови и облегчит жизнь пациентам с труднодоступными венами.
Группа ученых из Сколковского института науки и технологий разработала интеллектуальный сканер вен ближнего ИК-диапазона, сообщает портал «Научная Россия». С помощью этого устройства можно достаточно точно определить контуры вен на ногах и руках, причем в абсолютно автоматическом режиме, не требующем пользовательских данных.
Это стало возможным благодаря использованию искусственных нейронных сетей и методов обучения с подкреплением. Сканер тщательно анализирует изображения и проецирует их на тело пациента, учитывая особенности комплекции и положения человека.
«Хотя инфракрасные сканеры вен уже широко применяются в клинической практике, наш сканер является первой разработкой, основанной целиком и полностью на передовых методах ИИ: одна нейронная сеть отвечает за шумоподавление и обработку ИК-сигнала, вторая определяет контуры вен, а третья постоянно следит за тем, чтобы контуры вен, проецируемые на руку пациента, совпадали с их фактическими контурами. Нам оставалось лишь на этапе обучения объяснить системе, «что такое хорошо и что такое плохо». Все остальное нейронные сети сделали сами: автоматически нашли оптимальные настройки для новых пациентов, определили внешние условия и даже отследили искажения, в том числе и те, с которыми система ранее не сталкивалась», − рассказывает Дмитрий Дылов, руководитель группы вычислительной визуализации Сколтеха и доцент Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE).
По имеющимся данным, в 45% случаев взятие крови причиняет дискомфорт из-за затрудненного доступа к венам. Причин тому много: диабет, юный возраст пациента, индивидуальные особенности организма (оттенок кожи, толщина кожного покрова и т.д.). Если вену сложно увидеть или нащупать, даже опытным медработникам приходится прибегать к техническим средствам. При этом есть риск сделать множественные или неточные проколы, которые могут оказаться болезненными и нежелательными для здоровья, особенно у пожилых пациентов.
Авторы разработки уже проверили ее на добровольцах. Результаты испытаний подтвердили, что сканер находит венозный рисунок в ближнем ИК-диапазоне, а затем проецирует его в виде изображения на руку пациента. Результаты их исследования представлены в сборнике трудов XVI Международной конференции по управлению, автоматизации, робототехнике и техническому зрению (ICARCV).
Чтобы провести анализ крови при помощи нового устройства, пациенту достаточно положить под него руку, и оно обнаружит вену практически мгновенно. Менее чем за 1 секунду изображение вены появится на предплечье пациента. «Если вдруг пациент пошевелит рукой (хотя мы не рекомендуем этого делать во время анализа крови с использованием игл), немедленно запустится процедура перенастройки системы», − уточняет один из авторов, студент магистратуры Сколтеха Александр Сарачаков.ё
По словам разработчиков, использование сканера не ограничивается венами на руках, его также можно использовать для сосудов лица и нижних конечностей, например, при установке катетера.
Также оно подойдет и для ветеринарной практики, в случаях, когда понадобится сделать сложные проколы вен животным.
Сейчас разработчики трудятся над окончательной версией устройства, и после испытаний второй версии прототипа перейдут к этапу запуска продукта, сообщает один из авторов изобретения научный сотрудник Сколтеха Олег Рогов.
