что такое радиограмма в медицине
Радиография
Смотреть что такое «Радиография» в других словарях:
радиография — радиография … Орфографический словарь-справочник
РАДИОГРАФИЯ — фотографирование невидимых предметов при помощи рёнтгеновских лучей. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. РАДИОГРАФИЯ фотографирование невидимых предметов при помощи рентгеновских, беккерелевских и др.… … Словарь иностранных слов русского языка
РАДИОГРАФИЯ — (от лат. radio излучаю и греч. grapho пишу), метод исследования структуры разл. объектов (изделий, минералов, сплавов, биол. ткани и др.), заключающийся в получении их изображения путём регистрации их собственного или наведённого радиоактивного… … Физическая энциклопедия
РАДИОГРАФИЯ — РАДИОГРАФИЯ, радиографии, мн. нет, жен. (от слова радио и греч. grapho пишу) (неол. спец.). Фотографирование сквозь непрозрачные предметы с помощью лучей Рентгена. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
радиография — сущ., кол во синонимов: 3 • авторадиография (4) • макрорадиография (1) • … Словарь синонимов
РАДИОГРАФИЯ — метод регистрации и изучения ионизирующих излучений с помощью фотографических пластинок или пленок. Излучения создают в фотоэмульсии потемнения, а ос частицы в толстослойных пластинках создают след. Картину распределения радиоактивных элементов в … Геологическая энциклопедия
радиография — Получение радиограмм на прочном основании, предназначенном для получения изображения. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.] Тематики виды… … Справочник технического переводчика
РАДИОГРАФИЯ — фотографический метод исследования структуры различных объектов (изделий, минералов, сплавов и др.), заключающийся в получении их изображения путём регистрации их собственного млн. наведённого радиоактивного излучения, а также при просвечивании… … Большая политехническая энциклопедия
Радиография — Radiography Радиография. Метод неразрушающего контроля, при котором исследуемый предмет облучается рентгеновскими или гамма лучами; возникающее теневое изображение предмета фиксируется на фотографической пленке, помещенной позади предмета, или… … Словарь металлургических терминов
РАДИОГРАММА
Смотреть что такое РАДИОГРАММА в других словарях:
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
радиограмма ж. Сообщение, передаваемое по радиотелеграфу.
РАДИОГРАММА
радиограмма ж.radiogram, wireless (message), radio-telegram
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
1) Орфографическая запись слова: радиограмма2) Ударение в слове: радиогр`амма3) Деление слова на слоги (перенос слова): радиограмма4) Фонетическая тран. смотреть
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА ы, ж. radiogramme. Сообщение, передаваемое по радиотелеграфу. БАС-1.Тот же прогресс техники создал радиотелеграф (говорят иногда «искровой. смотреть
РАДИОГРАММА
Орда Орг Омар Одр Ода Ограда Мрамор Мрад Морда Морг Мор Моир Мода Могар Мирра Миро Мир Миома Мио Мимо Мим Мид Мигом Миг Мга Марго Мара Маори Мао Мама Мадам Маго Магма Магда Маг Маара Маар Ирод Ирма Ирга Имам Имаго Идо Ида Игра Иго Дром Дрога Драма Драгомир Драга Дора Домра Дома Дом Догма Дог Диорама Дим Диграмм Дигамма Диаграмма Даром Дарма Дари Дар Даммара Дама Громада Гром Гримм Грим Грамм Градом Град Гори Гор Годами Год Гидро Гидра Гид Гиада Гдр Гдо Гарри Гарда Гамма Гамад Гам Гад Армида Армад Арма Арида Арго Арара Арам Орига Амми Амид Амад Аир Аида Рага Рада Радам Адамар Радар Радим Радио Радиограмма Рам Рао Ада Агро Рига Рим Римма Рио Агора Рог Ром Агор Агар Агам Агад Ага Род Риа Рами Адам Радомир. смотреть
РАДИОГРАММА
log, radio, radiogram* * *радиогра́мма ж. 1. (сообщение, переданное по радиотелеграфу) radiogram 2. (запись результатов радиографического исследования. смотреть
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
ж Funkspruch m (умл.), Funktelegramm n (телеграмма, переданная по радио) Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
Ударение в слове: радиогр`аммаУдарение падает на букву: аБезударные гласные в слове: радиогр`амма
РАДИОГРАММА
радиограмма (радио- + греч, gramma запись) в радиологии — кривая, отображающая изменения во времени интенсивности излучения исследуемого органа или тка. смотреть
РАДИОГРАММА
(1 ж); мн. радиогра/ммы, Р. радиогра/ммСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
радиограмма שֶדֶר ז’ [ר’ שדָרִים, שִדרֵי-]Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
(радио- + греч, gramma запись) в радиологии кривая, отображающая изменения во времени интенсивности излучения исследуемого органа или ткани после введения радиофармацевтического препарата, что обусловлено его перераспределением, распадом и выведением. смотреть
РАДИОГРАММА
Rzeczownik радиограмма f radiogram m
РАДИОГРАММА
сообщение, переданное или полученное по радио агентом либо разведывательным центром.Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
ж.radiograma m; cable m (Лат. Ам.)
РАДИОГРАММА
радиограмма ж Funkspruch m 1a*, Funktelegramm n 1a (телеграмма, переданная по радио)Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
радиогра’мма, радиогра’ммы, радиогра’ммы, радиогра’мм, радиогра’мме, радиогра’ммам, радиогра’мму, радиогра’ммы, радиогра’ммой, радиогра’ммою, радиогра’ммами, радиогра’мме, радиогра’ммах. смотреть
РАДИОГРАММА
жradiograma m, rádio mСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
жtelsiz (yazısı)Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
ж.radiogramme mСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
radiogram, radiotelegramСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
радиограммаСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
radiogramСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
无线电报 wúxiàndiànbàoСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
сущ. жен. родарадіограма
РАДИОГРАММА
ж. radiotelegramma m, radiofonogramma m Итальяно-русский словарь.2003. Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
радиограммаFunkspruchСинонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
1. raadiotelegramm2. radiogramm
РАДИОГРАММА
техн., физ. радіогра́ма Синонимы: авторадиограмма, радиотелеграмма, сообщение
РАДИОГРАММА
ж радиограмма (радио арқылы берілетін телеграмма); дать радиограмму радиограма беру
РАДИОГРАММА
• radiogram• radiotelegram• rádiová depeše
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
radiogramme, radiotélégramme, radiocommunications
РАДИОГРАММА
Funkspruch, drahtlose Nachricht, Radiogramm
РАДИОГРАММА
ж. радиограмма (радио менен берилген телеграмма, кабар, маалымат).
РАДИОГРАММА
радиограмма = ж. wireless message, radiogram.
РАДИОГРАММА
РАДИОГРАММА
Ж radioqram (radio vasitəsilə verilən xəbər, mə’lumat).
РАДИОГРАММА
радио||граммаж τό ραδιογράφημα, τό ραδιοτηλε-γράφημα.
РАДИОГРАММА
Радиография
Рентгенография (англ. projection radiography, plain film radiography, X-ray imaging, roentgenography, X-ray study, X-ray filming ) — исследование внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку или бумагу. Наиболее часто термин используется в медицинском контексте, описывающий неинвазивное исследование, основанное на изучении костных структур и мягких тканей, при помощи суммационного проекционного изображения.
Содержание
История
Применение
В медицине
Рентгенография применяется для диагностики:
В реставрации
Метод получения изображения
Получение изображения основано на ослаблении рентгеновского излучения при его прохождении через различные ткани с последующей регистрацией его на рентгеночувствительную плёнку. Таким образом на плёнке получается усреднённое, суммационное изображение всех тканей (тень).
В современных цифровых аппаратах регистрация выходного излучения может производиться на специальную кассету с плёнкой или на электронную матрицу. При этом печать плёнок производится только при необходимости, а диагностическое изображение выводится на монитор и, в некоторых системах, сохраняется в базе данных, вместе с остальными данными о пациенте.
Рекомендуется проведение снимков не менее чем в двух проекциях.
Многие современные рентгеновские плёнки имеют очень низкую собственную рентгеновскую чувствительность, и рассчитаны на применение с усиливающими флуоресцентными экранами, светящимися голубым или зелёным видимым светом при облучении рентгеновским излучением. Такие экраны вместе с плёнкой помещаются в кассету, которая после снимка переносится из рентгеновского аппарата в проявочную машину, которая из неё извлекает плёнку, проявляет, фиксирует и сушит.
Разрешающая способность
Разрешающая способность достигает 0.4 мм [1]
Одним из самых высоких разрешений плёнки считается «26 пар линий на мм» (=0.02 мм) [2]
Как проходит исследование методом радионуклидной диагностики
На отделении радионуклидной диагностики НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова применяются эффективные методы диагностики опухолевых заболеваний молочных желез, лимфатических узлов, легких, костей, органов брюшной полости и малого таза:
Эти исследования связаны с ионизирующим излучением и/или введением в организм радиофарм-препаратов, которые позволяют получить данные о функциональных изменениях.
Пациенту внутривенно вводят радиофармпрепарат. В качестве радионуклидной «метки» используется Tс 99m с периодом полураспада 6,01 часа. Для полного выведения из организма радиоактивности необходимо 10 периодов полураспада, то есть около 2,5 суток. Первые сутки не рекомендуется находиться рядом с детьми до 18 лет.
Подготовка к исследованию: специальной подготовки к исследованию не требуется, также нет ограничений в приеме пищи.
После введения радиофармпрепарата пациент обязан находиться в комнате для ожидания и выполнять требования среднего медицинского персонала. Запрещено покидать отделение без разрешения.
Время исследования занимает от 1 до 6 часов.
Обследование
Для проведения обследования пациента укладывают на стол и помещают внутрь гамма-камеры. Во время всего исследования врач ведет наблюдение с помощью телекамеры или визуально. Основным условием для качества получаемых изображений является возможность неподвижно в течение 20 минут находиться внутри гамма-камеры. При обследовании маленьких детей, а также взрослых с болевым синдромом, которые не могут лежать спокойно, необходимо заранее обсудить вопрос о возможности выполнения процедуры с врачом-анестезиологом.
В процессе исследования может возникнуть необходимость введения контрастного средства – соединения на основе йода, которое вводится внутривенно в объеме до 150 мл.
Обычно процедура не сопровождается какими-либо неприятными ощущениями или побочными реакциями.
В зависимости от исследования, полученная пациентом эффективная доза составляет от 0,3 до 15 мЗв. Результаты обследования готовы через 24 часа после окончания процедуры. Возможна запись на CD-диск (оговаривается отдельно).
Первые сутки после обследования мы не рекомендуем находиться рядом с детьми до 18 лет. При пересечении Государственной границы РФ, а также в пунктах досмотра пассажиров необходимо будет представить справку о проведенном радионуклидном исследовании, которую можно получить в регистратуре отделения.
Увидеть то, что неподвластно глазу: как радиомика помогает врачам в диагностике опухолей
Врач-радиолог проводит обследование пациента с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). На мониторах в режиме реального времени отображаются полученные снимки головного мозга пациента.
Автор
Редакторы
За последний век медицина совершила гигантский скачок, и теперь врачи успешно лечат нас от множества болезней, смертельных еще для наших прадедушек и прабабушек. Средняя продолжительность жизни в развитых странах за последние 100 лет выросла в полтора раза. Одна из причин — развитие неинвазивных средств диагностики, показывающих полную картину заболевания. В распоряжении современных врачей теперь есть не только методы биохимического анализа, но и самые передовые возможности визуализации: магнитно-резонансная томография, компьютерная томография, позитрон-эмиссионная томография и другие. В последние годы стимулом для развития медицины стали достижения в области искусственного интеллекта. Научный сотрудник лаборатории Philips Innovation Labs Rus Федор Мушенок рассказал «Биомолекуле» о радиомике — новом направлении, которое сочетает в себе преимущества методов экспертной визуализации и data science.
Немного теории
«Биомолекула» уже рассказывала о МРТ в статье «Нейробиология» [1] цикла «12 биологических методов в картинках». Там же можно почерпнуть базовую информацию и о КТ, и о ПЭТ.
В том же цикле мы рассказали, что ЯМР используют и для определения пространственной структуры биомолекул: «12 методов в картинках: структурная биология» [2].
Компьютерная томография (КТ) — другой популярный и широко распространенный метод медицинской визуализации, основанный на явлении поглощения рентгеновских лучей электронами атомов. Ткани организма могут различаться как удельной плотностью, так и химическим составом. В результате они будут по-разному поглощать проходящие через них рентгеновские лучи. Измеряя степень их поглощения каким-либо объектом с нескольких сторон, можно восстановить (то есть вычислить) внутреннее распределение коэффициента поглощения и тем самым создать трехмерную карту тканей.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — это метод диагностики, применяемый в ядерной медицине. Чаще всего его используют в онкологии для получения изображений опухолей и метастазов. Пациенту вводят внутривенно раствор, в котором содержится радиоактивный маркер в очень низкой концентрации. В опухолях обмен веществ проходит гораздо быстрее, чем в здоровых тканях, поэтому пораженные клетки захватывают больше радиоактивного маркера, чем все остальные. Сканер ПЭТ улавливает лучи, испускаемые радиоактивным препаратом в тканях, а компьютер формирует снимки. Таким образом можно с высокой точностью определить расположение скрытых в организме опухолей.
Оптическая томография (ОТ) — вид томографии, использующий для визуализации оптическое (лазерное) излучение инфракрасного и видимого диапазонов. Однако в отличие, например, от рентгеновского, взаимодействие оптического излучения со средой носит более сложный характер: кроме поглощения здесь присутствуют рассеяние, преломление, отражение и другие процессы. Это, с одной стороны, сильно усложняет задачу визуализации, а с другой — потенциально позволяет получить больше информации. Сегодня наиболее перспективные объекты для таких исследований — женская молочная железа, головной мозг новорожденного, конечности (пальцы и предплечье), отдельные клетки. Кстати, «Биомолекула» об этом методе уже писала: «Оптическая томография: проблемы и перспективы» [3].
В этом материале мы сконцентрируемся на применении радиомики в рамках первых двух методов исследований — МРТ и КТ.
С чего началась радиомика в медицине
В конце XIX века руководитель физического института Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген сообщил об открытии ранее неизвестного вида излучения. Обнаруженные Х-лучи обладали интересными свойствами: вызывали свечение солей бария, легко проникали через многие материалы и засвечивали фотобумагу, завернутую в плотную светонепроницаемую упаковку. Одной из демонстраций этих удивительных свойств стал полученный в Х-лучах снимок руки одного из коллег Рентгена — Альберта фон Келликера (рис. 1). На этом снимке отчетливо видны кости ладони и кольцо на безымянном пальце, а мягкие ткани лишь отбрасывают слабые тени. Сегодня X-лучи известны нам как рентгеновское излучение — вид электромагнитных волн с частотами от 2×10 15 до 6×10 19 Гц. А идея использования этих лучей в диагностике оказалась настолько плодотворной, что вылилась в отдельную область — радиологию: раздел медицины, в котором различные виды излучения используются для диагностики заболеваний. Эта наука также изучает, каким образом излучение может быть использовано для лечения заболеваний (радиотерапия) и описывает способы устранения последствий облучения живых организмов.
Рисунок 1. Снимок руки Альберта фон Кепликера, сделанный Рентгеном 23 января 1896 года
Каждое радиологическое обследование условно состоит из двух этапов. Первый этап — получение самого изображения — кардинально изменился со времен Рентгена в лучшую сторону. Сейчас врачи-радиологи располагают целым арсеналом различных методов исследований, что позволяет визуализировать практически все ткани в теле человека (рис. 2). Высокое разрешение снимков дает возможность рассматривать даже крошечные анатомические особенности и патологии.
Рисунок 2. МРТ-снимки головного мозга человека, полученные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: сагиттальной (слева) и аксиальной (справа). На аксиальном изображении в правой нижней четверти видна светлая область неправильной вытянутой формы — патологическое новообразование. В данном случае это злокачественная опухоль — глиобластома.
Второй этап радиологического обследования — анализ изображений — изменился не так сильно. На этом этапе специалисты–радиологи рассматривают полученные изображения и делают выводы о наличии заболеваний. Несмотря на то, что такой подход успешно используется с момента возникновения радиологии, он все же имеет некоторые недостатки. Во-первых, этот метод субъективен и основан на знаниях и опыте врача. Во-вторых, заключение специалиста содержит, по большей части, качественную оценку. В то же время переход к персонализированному лечению, о котором сегодня медицинское сообщество говорит все чаще, требует не только качественных, но и количественных характеристик.
В 2012 году был предложен новый подход к анализу МРТ и КТ изображений, способный кардинально изменить процесс диагностики по снимкам [4], [5]. Он лежит на стыке радиологии, компьютерных наук и математической статистики, а название ему — радиомика. Специалисты предположили, что медицинские изображения содержат недоступные для невооруженных глаз сведения. Эта «скрытая» информация может быть извлечена, если к полученным изображениям применить ряд математических преобразований. Результаты этих преобразований — так называемые «признаки» изображений (англ. features) — в свою очередь могут коррелировать с патофизиологическими свойствами (то есть с изменениями, указывающими на возможное развитие патологий), которые не видны на изображениях. Знание патофизиологических свойств позволяет лучше понять особенности заболевания в каждом конкретном случае и выбрать оптимальный способ лечения. Наиболее перспективна радиомика для диагностики и лечения онкологических заболеваний. К примеру, ее методы позволяют определить фенотип злокачественной опухоли, не прибегая к инвазивной процедуре биопсии, и выбрать лекарство, эффективное против именно такого типа опухолей [6]. По сути, радиомика предсказывает микроскопические параметры исследуемых тканей из макроскопических изображений исследуемого объекта. Этот процесс можно сравнить с предсказанием химического состава кучи песка по фотографии этой кучи.
На самом деле у врачей есть и другие способы узнать патофизиологические свойства ткани. Для этого необходимо взять ее небольшой образец и проанализировать его под микроскопом. Такой способ, несмотря его высокую информативность, имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, процедура взятия образца ткани (биопсия) зачастую травматична, связана с риском осложнений и не всегда возможна. Во-вторых, этот способ дает лишь «точечную» оценку свойств тканей и не характеризует всю область целиком. Это может давать искаженные результаты, что снижает точность диагностики.
Как это устроено
Цель радиомики — создание математических моделей и компьютерных алгоритмов, которые принимают на вход медицинские изображения (например, МРТ- или КТ-снимки) и выдают патофизиологические особенности тканей. Чтобы создать такую модель, исследователи должны пройти несколько этапов.
Прежде всего, необходимо сформулировать клиническую задачу — что именно мы хотим предсказывать из получаемых изображений? На этом этапе ученые тесно сотрудничают с врачами и выясняют, какие характеристики необходимо прогнозировать. К примеру, это может быть определение фенотипа опухоли для выбора оптимальной тактики лечения, оценка восприимчивости к конкретному препарату или предсказание вероятности развития побочных эффектов от терапии.
На следующем этапе проводится подготовка данных — необходимо собрать базу медицинских изображений, релевантных для поставленной задачи. Например, это могут быть МРТ-снимки пациентов, которые получали определенный вид терапии, а для каждого из них должно быть известно, оказался ли человек восприимчив к этому лечению или нет.
Далее проводится разметка данных — на каждом отобранном изображении необходимо выделить и обвести контуром интересующую область, для которой будут рассчитаны признаки (рис. 3). Зачастую такая область — это опухоль, обнаруженная на изображениях. Этот этап чрезвычайно трудоемкий и времязатратный. Несмотря на развитие методов компьютерного зрения, которые уже способны распознавать лица людей, разметка медицинских изображений — по-прежнему сложная задача, которая до конца не решена.
Рисунок 3. Разметка МРТ-изображений. Слева: МРТ-изображение головного мозга человека. Красным цветом выделена злокачественная опухоль. Справа: Гистограмма интенсивностей отдельных пикселей выделенной области. Значения гистограммных признаков: минимальное (min), максимальное (max), среднее (mean), медианное (median). Skewness — величина асимметрии распределения.
Затем для каждой выделенной области всех отобранных изображений рассчитываются всевозможные признаки изображений. К настоящему времени предложены десятки различных признаков. Их можно разделить на пять основных групп [7]:
Из всего множества рассчитанных признаков необходимо выбрать информативные, которые действительно коррелируют с искомой величиной, и отбросить неинформативные. Для этого используются методы математической статистики. Удаление неинформативных признаков делает результаты предсказаний более стабильными и не позволяет случайным шумам в данных оказывать влияние на принимаемое решение.
На полученных признаках строится («обучается») математическая модель, которая и будет предсказывать необходимый признак — фенотип опухоли, восприимчивость к выбранному способу лечения, вероятность развития побочных эффектов и т.д. Для этого используются методы машинного обучения — области искусственного интеллекта, изучающей методы построения параметрических алгоритмов, способных обучаться. Изначально исследователи выбирают одну из подходящих моделей (например, линейная регрессия или решающие деревья). Затем выбранная модель «обучается», то есть ее параметры варьируют так, чтобы выдаваемые предсказания были максимально точными. Процесс подбора параметров производится автоматически, с помощью специально разработанных алгоритмов. После окончания процесса обучения значения параметров модели фиксируются, и теперь она готова делать предсказания. Чтобы воспользоваться готовой моделью, необходимо провести исследования пациента и получить медицинские изображения, затем разметить интересующую область, посчитать признаки на этой области и загрузить их в уже обученную модель. Результатом этого процесса будет значение желаемой характеристики, которое может быть использовано в процессе лечения пациента.
Радиомика как новый способ обнаружить рак
Наиболее перспективное применение радиомики — это обнаружение и неинвазивная диагностика злокачественных опухолей. Именно в этой области для выбора правильной методики лечения важно знать, с каким именно типом опухоли пришлось столкнуться. Например, в работе [8] сотрудники научно-исследовательских лабораторий компании Philips совместно с врачами из крупных медицинских центров США предложили подход для диагностики рака легкого.
Лаборатория Philips Research — это глобальная сеть научно-исследовательских лабораторий, ее российское подразделение было открыто в 2017 году в Сколково. Применение искусственного интеллекта в радиологии — одно из профильных направлений деятельности лаборатории.
Рак легкого — это одно из самых часто встречающихся онкологических заболеваний. Его коварство, с одной стороны, в широкой распространенности, а с другой — в долгом периоде скрытого развития, когда заболевание никак себя не проявляет.
Оптимальное решение этой проблемы — программа скрининга граждан из групп риска (например, курильщиков) с помощью низкодозной компьютерной томографии (НДКТ) [9]. Введение такой программы увеличит количество рутинных обследований и объем работы, возлагаемой на врачей-радиологов. В работе [8] предложен подход, состоящий из двух последовательных шагов (рис. 4) и позволяющий автоматизировать процесс обработки НДКТ-изображений, получаемых в рамках скрининговых программ.
Рисунок 4. Двухэтапный процесс оценки степени злокачественности узлов, обнаруженных на низкодозных КТ-снимках. На вход поступают снимки пациентов, обследованных в рамках программы скрининга граждан из групп риска. На первом этапе (abnormality localization) алгоритм компьютерного зрения распознает специфические уплотнения («узлы»), которые потенциально могут быть первыми предшественниками злокачественного новообразования. Изображения обнаруженных уплотнений передаются на второй этап — в нейронную сеть (N-Nets), которая оценивает степень их злокачественности.
Цель первого шага — обнаружение «узлов», то есть специфических уплотнений, на НДКТ-снимках. Эти узлы могут быть как опухолями, так и складками кожи или тенью от одежды пациента.
На втором шаге обученная нейронная сеть анализирует каждый узел, обнаруженный у конкретного пациента, и выдает заключение с оценкой вероятности злокачественной или доброкачественной природы опухоли. Опухоли могут иметь различное происхождение — злокачественное или доброкачественное. Здесь необходимо концентрироваться именно на обнаружении злокачественных опухолей (это и есть тот самый рак), поскольку они наиболее опасны и требуют незамедлительной терапии или удаления. Доброкачественные опухоли, конечно, тоже нужно своевременно диагностировать. Однако их чаще можно не трогать, а лишь наблюдать у врача. Они легче поддаются лечению и достаточно медленно растут, в отличие от раковых новообразований, клетки которых способны делиться очень быстро, что часто приводит к летальному исходу, особенно если опухоль нашли на поздней стадии.
Для определения степени поражения раком отдельных узлов нейронная сеть использует сведения о размерах, текстуре и положении каждого из них. При этом набор признаков не задавался авторами, а был выведен нейронной сетью в процессе обучения на основе анализа массива разнообразных медицинских изображений. Авторы показали, что точность заключений предложенного подхода не хуже, чем у опытных врачей-радиологов.
Также радиомика может быть полезна для определения типа опухоли по медицинским изображениям (рис. 5). В работе [10] показано, что по КТ-снимкам можно выявить не только наличие опухоли, но и ее фенотип. Авторы воспользовались открытым датасетом медицинских изображений, из которого выбрали более 300 случаев немелкоклеточного рака легкого. Для каждого снимка рассчитали признаки формы, первого и второго порядков, также применили вейвлет-преобразование. Затем на основе полученных признаков и опорных векторов обучили классификатор, который предсказывал один из четырех рассмотренных диагнозов: «аденокарцинома», «крупноклеточный рак», «плоскоклеточный рак» и другие типы немелкоклеточного онкологического заболевания, объединенные в одну категорию.
Рисунок 5. Процесс построения компьютерного алгоритма, использованный авторами. На первом этапе проводится процесс отбора изображений и выделение интересующей области (сегментация), на втором — по выделенной области рассчитываются ее признаки, на третьем — проводится статистический анализ полученных признаков, а на четвертом этапе выполняется обучение алгоритма машинного обучения и оценка его точности.
Предложенный подход показал высокую чувствительность (87%) и специфичность (89%). Это значит, что точность такого метода пока еще ниже, чем точность гистопатологического исследования (при котором образец ткани рассматривают через микроскоп). Но можно ожидать, что в ближайшем будущем эффективность этих методов сравняется.
Задел на будущее
Обнадеживающие результаты позволяют надеяться, что в скором времени радиомика станет важным диагностическим средством радиологии. На ее основе можно организовывать целые скрининговые программы: проводить КТ людям из групп риска и предоставлять алгоритмам анализ снимков. Таким образом, специалистам не придется оценивать все изображения вручную — а значит, на это будет уходить меньше времени, снизится вероятность врачебной ошибки, медики будут избавлены от возможного профессионального выгорания. Алгоритм разделит людей, прошедших скрининг, на потоки, позволит понять, у кого из них есть вероятность наличия рака, а у кого патологии нет. Разумеется, основная польза от таких программ — не столько для врачей, сколько для пациентов: с их помощью заболевание обнаруживается на ранней стадии, что в случае с раком часто становится залогом успеха лечения.
Радиомика — отличный пример того, как искусственный интеллект может дополнить работу врачей, не заменяя ее и не отменяя ее значимости. Государства и бизнес не зря вкладывают в R&D миллиарды долларов: новые достижения в области ИИ в будущем смогут вывести медицину на новый уровень. Такие технологии как радиомика позволят проводить диагностику социально значимых заболеваний раньше и точнее, а значит, сделают их менее опасными для жизни людей.