Отечественные системы искусственного интеллекта для медицины

Национальная стратегия развития ИИ приносит плоды

Указом Президента России №490 ОТ 10.10.2019 была утверждена Национальная стратегия развития искусственного интеллекта (ИИ) в Российской Федерации на период до 2030 г., направленная на то, чтобы Россия стала одной из стран-лидеров в области ИИ. Одним из ключевых направлений стратегии является развитие рынка программных продуктов на основе ИИ для здравоохранения нашей страны.

В настоящее время на информационных ресурсах описаны 64 разнообразных ИИ-системы для медицины и здравоохранения, созданных и продвигаемых на рынке нашей страны. «Малый бизнес» рассказывает о некоторых из них.

Onecell – телемедицинский комплекс с ИИ для патологоанатомических лабораторий, позволяет ускорить процесс диагностики онкозаболеваний, сохраняя высокий уровень достоверности результатов за счет собственного современного оборудования.

Аналогов, по заявлению представителей компании-разработчика «Атол Sigma», в России нет. Важная особенность проекта – создание комплексного продукта для цифровизации и распознавания в онкопатологии. В проекте приняли участие медики, ученые и ИТ-специалисты из России, Израиля и Норвегии.

Программно-аппаратный комплекс, разработанный Onecell, включает оборудование, телемедицинскую платформу и инструменты искусственного интеллекта. Оборудование, как утверждают в компании, позволяет превратить любой лабораторный микроскоп в цифровой, а от сканированные изображения рассматривать с увеличением в 400 раз.

С помощью уникальной камеры телемедицинская платформа позволяет врачам-патологам ставить диагнозы и проводить телепатологические консультации независимо от местонахождения.

Технологии искусственного интеллекта задействованы в инструментах принятия врачебных решений на плат форме Oneсell и призваны облегчить работу медицинских специалистов, но не заменить их. ИИ позволяет осуществлять поиск похожих случаев по структуре изображений, сегментировать ткани и осуществлять подсчет гистохимических маркеров. По словам представителя Onecell, на данный момент база изображений для обучения ИИ содержит более 100 тыс. образцов и постоянно пополняется новыми.

Webiomed – платформа прогнозной аналитики и управления рисками в здравоохранении на основе машинного обучения.

Это первая в России система искусственного интеллекта, зарегистрированная Росздравнадзором как программное медицинское изделие. Ее разработали в ИТ-компании «К-Скай» (резидент фонда «Сколково»). Она находит широкое применение в различных направлениях. Так, специалистами Медицинского института Петрозаводского государственного университета совместно с «К-Скай» разработана математическая модель для прогноза развития бессимптомного атеросклероза сонных артерий у пациентов с ожирением и избыточным весом.

А с медицинским лечебно диагностическим центром «Миг» компания «К-Скай» запустила совместный проект внедрения технологий искусственного интеллекта для анализа обезличенных медицинских данных и прогнозирования развития заболеваний пациентов. Он повышает эффективность профилактической медицинской помощи. С помощью алгоритмов Webiomed уже было про анализировано свыше 4 тыс. обезличенных электронных медицинских карт центра «Миг»: вес, рост, возраст, результаты УЗИ и ЭКГ, тексты врачебных осмотров, данные лабораторных исследований, коды МКБ из листа окончательных диагнозов пациентов. Анализ проводился по 13 методикам, включая применение разработанных командой «К-скай» моделей машинного обучения.

MeDiCase – система доврачебной диагностики острых и хронических заболеваний с применением методов ИИ, помогающая проводить первичное обследование пациента, принятие решений о необходимости его очного обследования, вызова скорой помощи, мониторинга течения хронических болезней.

Проект MeDiCase стал активно развиваться на фоне эпидемии ковида. Изначально он позиционировался как искусственный интеллект для ранней диагностики и выявления нового заболевания. Но постепенно, с обучением системы, расширялся и ее функционал: сейчас искусственный интеллект MeDiCase способен распознать не только ковид, но и целый ряд других, не менее популярных заболеваний.

В платформу MeDiCase интегрирован чекер — роботизированный опросник, его проходят все обращающиеся. В него, например, «зашит» и ковид, и постковидный синдром, микоплазменные инфекции, пневмонии, аллергические реакции, хроническая обструктивная болезнь легких, бронхиальная астма. Пациент отвечает на вопросы робота, описывает симптомы, загружает, если есть, результаты анализов и получает ответ, «что с ним такое, скорее всего, может быть». Все это абсолютно бесплатно. Также предусмотрена возможность получить рекомендации специалистов Московского городского научного общества терапевтов по диагностике и лечению, но уже в индивидуальном порядке.

MeDiCase работает под личным брендом основателя — председателя Московского городского научного общества терапевтов, доктора медицинских наук, профессора Павла Воробьева.

Sapia – система поддержки принятия врачебных решений для оценки тяжести острого панкреатита.

Позволяет оценить тяжесть заболевания в ранние сроки поступления больного в стационар по данным лабораторных обследований. Разработана в Красноярске и прошла апробацию на базе Красноярской крае вой клинической больницы и Мурманской областной клинической больницы. Подтвержденная точность оценки степени тяжести ОП уже в первые сутки поступления пациента – 95%. Используется набор показателей, доступных рядовым ЛПУ (УЗИ, клинический анализ крови, б/х). Продукт зарегистрирован в Роспатенте, занял 3-е место на всероссийском конкурсе проектов региональной информатизации ПРОФ-IT в номинации «Здравоохранение».

ATP Deep Learning – онлайн-сервис для определения степени поражения коронарных артерий при помощи нейронных сетей.

Разработан ATP Cardiology News совместно с ATP Deep Learning и предназначен для выявление патологии коронарных артерий, является трудоемкой и дорогостоящей задачей. Это новый метод диагностики с использованием нейронных сетей, для которого требуются только ЭКГ и ввод базовых данных для определения факторов риска. Расчеты производятся с помощью предварительно обученной нейронной сети. Нейронные сети представляют собой математическую конструкцию, основным элементом которой является искусственный нейрон. В основе лежит алгоритм обратного распространения ошибки. Точность прогноза составляет – 80%, AUC – 0,74, чувствительность метода – 63%, специфичность – 88%.Предназначено для использования врачами, а также пациентами с целью последующего обсуждения тактики лечения со своим лечащим врачом.

Celly.Ai – технологическое решение на основе смартфона, которое подключается к окуляру микроскопа и помогает анализировать мазки крови.

Разработано компанией Celly.AI совместно с Централизованной лабораторно-диагностической службой клинического центра Сеченовского университета.

В качестве аппаратной базы используются смартфон и небольшая линза-адаптер. Лабораторный специалист подключает смартфон к окуляру микроскопа при помощи линзы-адаптера. Далее приложение Celly.AI обнаруживает, классифицирует и подсчитывает клетки крови в режиме реального времени. Данные анализов передаются на онлайн-портал, где врач может подтвердить результаты исследования и скачать их в pdf-формате.

ИИ способен мгновенно обнаруживать аномалии в клетках, анализируя колос сальный объем информации, который недоступен для человека. Автоматизация ускоряет получение результатов и снижает риск ошибки из-за человеческого фактора.

Решение Celly.AI экономит средства лабораториям, позволяя автоматизировать микроскопию, без необходимости покупать дорогостоящее оборудование. Для начала работы достаточно скачать приложение из App Store. Celly.AI повышает качество и доступность диагностики, особенно для отдаленных регионов, поскольку врач может удаленно проверить цифровой мазок через онлайн-портал.

«Третье мнение» – платформа, созданная одноименной компанией, включает ИИ-алгоритмы для автоматической обработки МРТ, КТ, рентгена, маммографии, цифровых мазков крови и костного мозга, снимков глазного дна и челюстной системы, а также анализа видеопотока из медицинских учреждений.

Так, распознавание типов клеток крови – это совместная разработка с центром Дмитрия Рогачева. Снимки глазного дна – проект, выполненный совместно с клиникой доктора Куренкова. Компания Philips высоко оценила возможности и RnD – составляющую продукта «Третьего мнения» по рентгенограммам.

Все три продукта уже прошли валидацию в Росздравнадзоре, а также приняли участие в амбициозном эксперименте Департамента здравоохранения Москвы по внедрению технологии компьютерного зрения в медицину.

MedFrame – система электронного обучения для медицины, включающая три направления: площадку для интерактивных курсов, систему маркировки данных и систему управления обучением (LMS).

С помощью этой платформы верификации и подготовки данных для машинного обучения врачи могут удаленно обрабатывать различные медицинские данные: изображения, текст и видео. MedFrame сокращает затраты на раз метку и подготовку данных, помогает клиентам сконцентрироваться на собственном продукте. Внутри платформы внедрена рейтинговая система медицинских работников, позволяющая отслеживать их эффективность. Платформа, созданная медиками Бурятии, предназначена для компаний, занимающихся созданием медицинских алгоритмов: разработчики ПО, производители оборудования, MedTech-стар тапы и научно-исследовательские центры.

iCognito – приложения для самостоятельного прохождения диагностики ментального здоровья и обучения навыкам срочной психологической самопомощи.

Программы разработаны на основе научных методов когнитивно-поведенческой терапии, межличностной терапии и терапии осознанности психотерапевтами-специалистами МГУ, ВШЭ, МГИМО.

Разработчик – компания iCognito, резидент «Сколково». Она сделала несколько отдельных приложений для разных ситуаций: отношения в семье, управление стрессом и помощь при депрессии, а также приложение для родителей, посвященное детскому психологическому здоровью. Приложениями уже воспользовались более 550 тыс. человек.

«Сабина AI» – цифровой психолог, способный вести эмпатичный, логичный и доверительный разговор на психологические темы.

Это российский генеративный чат-бот-психолог с искусственным интеллектом от стартапа «Аватар Машина». Бот мгновенно генерирует полные и развернутые ответы на заданную психологическую проблему или ситуацию, описанную пользователем.

Это первый NLP-бот и психологический консультант на русском языке на базе модели – трансформера GPT-3 с оригинальными модификациями архитектуры.

Sabina AI работает в двух режимах: генеративный чат-бот, поддерживающий живой диалог и контекст разговора, и вопросно-ответная система (QA) с цельными экспертными ответами. Sabina уже доступна в Telegram.

Musculus.AI – приложение для диагностики опорно-двигательного аппарата.

Приложение функционирует на основе технологий компьютерного зрения: при наведении камеры на человека с помощью искусственного интеллекта создает цифровой двойник опорно-двигательной системы. Система проводит диагностику, находит потенциальные или уже существующие мышечно-скелетные нарушения и выделяет те, которые требуют внимания специалиста. Также Musculus. AI может составлять режим тренировок, следить за правильностью выполнения упражнений и отслеживать личный прогресс. Разработчики заключили контракты с Федерацией прыжков на лыжах с трамплина и лыжного двоеборья, Центром спортивной подготовки сборных команд России, а также с Федерацией тайского бокса (муай-тай) Рос сии. Уже более 1 тыс. российских спортсменов используют быструю и простую диагностику с помощью Musculus, что бы минимизировать потенциальные травмы и боль.

Стартап Musculus.AI является выпускником международного акселератора Sber500.

Scanderm – медицинская интеллектуальная система для диагностики заболеваний кожи с применением ИИ.

Создана специалистами Сеченовского университета совместно с российско-корейской биотехнологической стартап-студией Сколково «Скандерм» (Scanderm).

По форме прибор чем-то напоминает аппарат для ультразвуковой чистки лица, только вместо металлической пластины на его конце расположены встроенная оптика и светодиоды, благодаря которым можно протестировать состояние кожи по целому спектру параметров.

Если оперировать научны ми терминами, то метод анализа кожного покрова, который предлагает Scanderm, следует называть «флуоресцентной диагностикой». Приспособление помогает проанализировать кожу лица, рук и области вокруг глаз, чтобы получить персональные рекомендации по уходу. Также устройство предупредит о появлении преждевременных морщин и подкожных заболеваний.

Semantic Hub – это когнитивные технологии для фармкомпаний.

Используя анализ естественного языка для анализа данных в интернете, они помогают фармацевтическим компаниям и организациям услышать «голос пациентов» с редкими заболеваниями. Данные пользователей при этом деперсонализируются. Сервис работает с текстами на русском, английском, китайском и других языках.

Сервис может быть полезен в диагностировании редких (орфанных) заболеваний. Ранее он позиционировался как инструмент глубокого семантического анализа документов (научных статей, описаний клинических исследований, патентов, пресс-релизов и пр.) в интересах фармацевтических компаний для оценки перспективности разрабатываемых препаратов. Основатель и директор по развитию Semantic Hub Виталий Недельский так же выступает основателем национальных ассоциаций участников рынка робототехники и промышленного интернета.

«Инсилико» – биотехнологический стартап, резидент «Сколково», который основал аспирант МГУ, кандидат физико-математических наук Александр Жаворонков.

Система собирает омиксные данные, а затем с помощью глубокого обучения используется для оценки токсичности, фармакокинетических свойств и воздействия лекарственных кандидатов. Стартап разрабатывает препараты с помощью нейросети GENTRL (generative tensorial reinforcement learning).

Levshai («Левша») – роботизированная система для дистанционных нейрохирургических эндоваскулярных операций.

Создана компанией «Нейроспутник», возглавляемой к.м.н., доцентом кафедры инженерной кибернетики НИТУ МИСИС Александром Бернадоттом. Система способна передавать тактильные ощущения хирургам и создавать предоперационные 3D-модели. По словам разработчиков, аналогов такого решения в России нет. «Левша» успешно прошел тестирование ассоциации эндоваскулярных нейрохирургов имени академика Ф. А. Сербиненко. В перспективе для ускорения восприятия ин формации устройством в критических ситуациях разработчики внедрят интерфейс «мозг-компьютер», который в 300 раз быстрее распознает мысленные команды, чем движения. Уже сегодня технология обеспечивает доступ к операции из любой точки мира. Поскольку количество опытных нейрохирургов ограничено, возникает необходимость проводить операции дистанционно. Помимо этого, решение позволяет защитить врача от воздействия рентгеновских лучей, так как при выполнении эндоваскулярных операций хирурги стоят близко к источнику излучения, который используется для визуального контроля хода операции.
Фото: @ freepik/ru.freepik.com