Распознавание опухолей головного мозга

Номинация:
Алгоритмы и программные решения в области ИИ и больших данных

Описание проекта:
Проект посвящен решению проблемы визуализационного анализа для персонализированной диагностики и выработки рекомендаций по лечению нейроонкологических заболеваний (опухолей головного мозга) с применением методов нейровизуализации.
Комплексный подход к оценке объемных образований (опухолей) головного мозга сочетает в себе методы нейровизуализации (магнитно-резонансная томография), гистологической и иммуногистохимической верификации материала опухоли, полученного при оперативном лечении, и современные подходы к решению задач распознавания, сегментации и классификации на базе ИИ.

Результаты:
На основе систем искусственного интеллекта (глубокого машинного обучения) разработаны алгоритмы и модели:
- мультиклассовой сегментации опухоли головного мозга с помощью предварительной обработки данных комбинаций МРТ последовательностей;
- сегментации опухолей головного мозга и оценки, связанной с ней неопределенности на глиомах высокой и низкой степени злокачественности;
- классификации опухолей головного мозга с использованием методов искусственного интеллекта, основанных на внимании (attention).
В ходе выполнения проекта реализован протокол автоматической сегментации опухолей головного мозга в виде приложения для кроссплатформенной системы обработки и визуализации медицинских изображений с открытым исходным кодом 3D Slicer®. Оно позволяет обнаруживать и распознавать 4 типа опухолей головного мозга (менингиома, невринома, глиобластома, астроцитома), а также сегментировать и выделять компоненты опухоли (некроз, поглощающая Gd-контраст опухолевая ткань, не поглощающая Gd-контраст опухолевая ткань, перитуморальный отек) и оценивать их размеры.
Основные научные результаты были представлены на международных конференциях высокого уровня по данной тематике (International Work-Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering, International Symposium on Biomedical Imaging, Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention др.)
Уровень полученных результатов в части разработки технологий ИИ подтвержден положительными результатами участия в признанном на мировом уровне конкурсе Brain Tumor Segmentation Challenge 2020 и 2021.

Освещение в СМИ:
«Ученые РФ создали искусственный интеллект, определяющий границы опухоли мозга за 10 минут» (https://nauka.tass.ru/nauka/14453977)
«ДИАГНОСТИРОВАТЬ ОПУХОЛЬ МОЗГА ТЕПЕРЬ МОЖНО С ПОМОЩЬЮ ИИ» (https://scientificrussia.ru/articles/diagnostirovat-opuhol-mozga-teper-mozhno-s-pomoshchyu-ii)

Команда проекта:
НГУ, НИИКЭЛ - филиал ИЦиГ СО РАН, ФГБУ "ФЦН" Минздрава России (г. Новосибирск)
Тучинов Баир Николаевич
Летягин Андрей Юрьевич
Амелин Михаил Евгеньевич
Павловский Евгений Николаевич
Амелина Евгения Валерьевна

Контакты:
bairt@nsu.ru

Номинация: Алгоритмы и программные решения в области ИИ и больших данных

Год: 2023

Результат: Участник