Изкуствен интелект открива бързо огнищата на инсулин в панкреаса при вроден хиперинсулизъм

Екип от Санктпетербургския електротехнически университет „ЛЕТИ“ създава софтуерно приложение, чрез което лекарят може да определи бързо и точно плътността на бета-клетките в различните части на панкреаса и формата на заболяването вроден хиперинсулизъм.

Софтуерното приложение

Вроденият хиперинсулизъм е заболяване, особено опасно за малките деца. Болестта е наследствена и се характеризира с прекомерно освобождаване на инсулин от хиперпластични бета-клетки на панкреаса и развитието на хипогликемични състояния, които застрашават живота. Заболяването влияе върху централната нервна система и развитието на мозъка.

Вроденият хиперинсулизъм се открива чрез кръвен тест и позитронно-емисионна томография (ПЕТ), с помощта на която се определя тежестта на заболяването. Проблемът е, че процесът е продължителен и изисква висока степен на концентрация от страна на лекаря.

Учените от „ЛЕТИ“ се заемат със задачата да намерят начин за по-бързо и точно установяване на заболяването.

Така екипът създава софтуер, който помага това да се случи реално. С него лекарят може да определи не само точно плътността на бета-клетките в различните части на панкреаса с помощта на ПЕТ изображения, но и формата на заболяването.

Ползата от приложението

От особено значение е, че много по-точно се установява така наречената атипична форма на болестта, която е една от най-сложните за диагностициране, защото съчетава в себе си другите два варианта на вродения хиперинсулизъм – дифузния и фокалния.

„В новата версия на програмата, която създадохме, тази форма вече може да бъде определена, а това ще позволи на лекаря да постави бързо правилната диагноза, което от своя страна ще доведе до точния избор на терапия“, казва Ксения Санарова, която е част от екипа.

Първата версия на софтуера обработва цифрово снимки на панкреаса и позволява да бъдат определени огнищата на инсулин по цвета като всичко това става с помощна на алгоритми на изкуствения интелект. Новата версия вече притежава функцията да определя формата на вродения хиперинсулизъм. Този вариант става възможен, тъй като изследователите откриват връзка между формата на заболяването и яркостта и цветовия тон на инсулиновите огнища.

>>>Успешни тестове на изкуствен панкреас при 26 души с диабет тип 2

Третират панкреаса като решетка от пиксели, всеки от който съдържа данни за местоположението на цветната точка и нейната яркост. Софтуерът успява да улови прецизно разликите в цветовите характеристики, които иначе могат да останат невидими за окото на лекаря. Програмата позволява да се оцени колко червено, което е високата концентрация на инсулин, преобладава над зеленото (нормалното състояние) във всяка част на изображението. По този начин биват установени не само големите огнища, но и малките струпвания на инсулин.

За целта на изследването екипът използва изображенията на 86 деца с вроден хиперинсулизъм.

Базата данни с материалите, които са анонимни, е предоставена от екип медици под ръководството на проф. Дария Рижкова и проф. Ирина Никитина от Националния медицински изследователски център „В. А. Алмазов“.
Проф. Ирина Никитина, която е сред най-добрите детски ендокринолози в Русия, споделя, че вроденият хиперинсулизъм продължава да бъде трудна за диагностика и лечение вродена патология. В същото време закъснялата и неправилна помощ води до тежки интелектуални и соматични увреждания, намалява и продължителността на живота.

„Въвеждането в клиничната практика на софтуерен модул, базиран на изкуствен интелект, позволи диагностиката на тази сложна патология да се оптимизира значително, а по отношение на атипичните форми да се разработи принципно нов подход към планирането на терапия“, коментира проф. Никитина, която допълва, че Националния изследователски център е единствената медицинска институция в Русия, която предоставя помощ на експертно ниво на децата с вроден хиперинсулизъм.

Проф. Александър Красичков от Катедрата по радиотехнически системи в „ЛЕТИ“ съобщава, че по време на изследването са идентифицирали границите на три показателя за яркост и тон. Всеки един съответства на определен тип заболяване.

„Приложението ни е полезно най-вече за случаите, когато инсулинът не е концентриран на едно място, а се е разпространил по цялата повърхност на жлезата. Именно в този случай е изключително трудно лекарят да постави точната диагноза, да прогнозира развитието на заболяването и да предложи най-подходящото лечение“, казва проф. Александър Красичков.

Учените планират да увеличат базата данни от томографските изображения, което ще подобри значително прецизността на програмата им. Очакват и да установят нови диагностични признаци на заболяването.