Разработка комплекса нейронных сетей детектирования структурных изменений головного мозга вызванных острым нарушением мозгового кровообращения. Доработка прототипа интеллектуальной системы рабочего места врача рентгенолога с расширением функционала для формирования стандартизованного протокола заключения исследования и аналитического функционала для статистической отчетности.

Отчет составлен на 77 страницах, в количестве 1 части и содержит 24 иллюстрации, 11 таблиц, 7 приложений. Ключевые слова: рентгенология, компьютерная томография, медицина, информационные технологии, машинное обучение, компьютерное зрение, база данных, датасет, искусственный интеллект, ишемический инсульт, головной мозг. Целью работы заключительного этапа являются: - разработка базы данных исследований компьютерной томографии головного мозга с острым нарушением мозгового кровообращения; - разработка датасета размеченных исследований компьютерной томографии с острым нарушением мозгового кровообращения для машинного обучения; - разработка алгоритмов для деревьев решения диагностических классификаторов для методики ASPECTS и для обнаружения внутримозговой гематомы; - разработка каскада нейронных сетей для задач локализации, сегментации, классификации; - доработка системы помощи принятия врачебного решения (СППВР); Результатом работы является созданная база данных исследований компьютерной томографии головного мозга с признаками строго нарушения мозгового кровообращения. База данных зарегистрирована в РОСПАТЕНТ: «Набор данных для тренировки моделей машинного обучения семантической сегментации структур головного мозга и анализа характеристик ишемического инсульта для классификации по методике ASPECTS» (свидетельство о государственной регистрации базы данных №2021621726 от 13.08.21). Из подготовленного набора обезличенных (анонимизированных) исследований компьютерной томографии головного мозга создан датасет, содержащий диагностические изображения, а также содержащий для каждого исследования перечень размеченных масок отдельных структур головного мозга в соответствии с анатомическим строением и патологическими паттернами. Датасет предназначен для обучения и тестирования нейронных сетей, работающих в системе автоматического анализа медицинских диагностических изображений. Для создания комплекса нейронных сетей создан диагностический алгоритм классификатора на основе методики ASPECTS и для определения внутримозгового кровоизлияния, отражающий классы для подготовки стандартизированного диагностического заключения о патологии. Результатом второго этапа работы является создан комплекс нейронных сетей для выявления патологических паттернов острого нарушения мозгового кровообращения по ишемичесому и геморрагическому типам. Обучение каскада нейронных сетей для работы спроектированного диагностического модуля осуществлялось на основе разработанного в первом этапе НИОКР набора данных. Разработанная методика испытаний (тестирования) программы и результаты испытания показали результаты достижения порогового значения метрик точности. Для ишемического инсульта 0,98 AUC ROC, чувствительности 97% и специфичности 78%. Для геморрагического инсульта точность – 0,99 AUC ROC, чувствительность – 90%, специфичность – 99%. Разработан инструмент для визуализации – кроссплатформенная программа «Sciberia Viewer» для просмотра и анализа мультимодальных медицинских изображений dicom-формата, которая представляет из себя полноценный инструмент для работы врача, позволяющий проводить широкой спектр диагностических мероприятий по интерпретации медицинских изображений. ПО зарегистрировано в РОСПАТЕНТ (свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ №2022614804 от 25.03.2022). Также разработано серверное программное обеспечение «Sciberia PACS» для длительного структурированного хранения и передачи медицинских данных, работающее в комплексе с программой просмотрщиком (свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ №2022615592 от 31.03.2022). Осуществлена доработка разработанного ПО для просмотра и хранения медицинских данных до системы помощи принятия врачебного решения, путем интеграции для работы с ним диагностического модуля «Sciberia Head» для выявления острого нарушения мозгового кровообращения. Разработанное ПО представляет из себя комплекс программ «Sciberia». Разработанный комплекс программ предназначен для использования в качестве рабочего инструмента для работы врача диагноста. ПО предназначено для просмотра, хранения, передачи медицинских данных в условиях нарастающей информационной нагрузки и многозадачности и оснащено функционалом автоматизации рутинных процессов детектирования структурных изменений головного мозга, вызванных острым нарушением мозгового кровообращения. Система была испытана для работы на тестовом стенде, с проведением предварительных клинико-технических испытаний и может быть внедрена в промышленную эксплуатацию после прохождения процедуры получения регистрационного удостоверения для ПО в качестве медицинского изделия в РОСЗДРАВНАДЗОРЕ. ПО также протестировано на экспериментальном тестовом стенде, реализованном на базе процессора «Эльбрус» и имеет потенциал по импортозамещению. Доработка прототипа интеллектуальной системы рабочего места врача рентгенолога до системы помощи принятия врачебного решения с реализацией в виде программного комплекса позволит обеспечить требуемое быстрое принятия экспертного врачебного решения, где время является важным прогностическим критерием исхода. Расширение функционала радиологической информационной системы с применением технологий искусственного интеллекта выводит на новый уровень диагностические системы, за счет возможности автоматизации рутинных процессов работы врача. Все работы в рамках НИОКР выполнены в соответствии с техническим заданием и календарным планом.