Российские ученые разработали алгоритм на основе технологий искусственного интеллекта, моделирующий хаотичные вихри электрических сигналов в сердце при мерцательной аритмии, чтобы создавать персонализированные цифровые двойники пациентов. Это позволит хирургам оценивать эффективность операции до её начала. Аналогичный проект в США сейчас находится в стадии клинических испытаний, российские исследователи также настроены на развитие своей разработки и ее потенциальное внедрение в качестве системы поддержки принятия решения врача.
В Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ разработан алгоритм на основе искусственного интеллекта, предназначенный для моделирования распространения электрических сигналов в сердечных тканях при фибрилляции предсердий — мерцательной аритмии. Автором разработки выступил Александр Золотарев, заместитель директора по науке Института интеллектуальных кибернетических систем (ИИКС) НИЯУ МИФИ. По сути, создается так называемый цифровой двойник сердца, который в перспективе поможет врачам выбирать оптимальную тактику лечения для каждого пациента.
Проблема мерцательной аритмии заключается в том, что сигналы возбуждения в сердце перестают распространяться в виде ровной фронтальной волны и образуют хаотичные вихри. Хирург видит этот процесс на видео, получаемом с катетеров, введенных в сердце пациента на операционном столе, однако определить истинный источник патологии бывает сложно. Разработанный алгоритм не выдает готовых рекомендаций вместо врача, а выступает как система поддержки принятия решений: он подсвечивает области, на которые медику следует обратить внимание.
Ученые МИФИ ставят задачу создать сначала анатомический цифровой двойник, фиксирующий форму предсердия и распределение фиброзной ткани, а затем физиологический, который будет моделировать динамику электрического сигнала. На основе индивидуальных параметров пациента — геометрии предсердий и локализации фиброза — цифровой двойник позволяет математически рассчитать, как именно распространяется фронт возбуждения и как оно изменится после определенного хирургического вмешательства. Это дает возможность оценить эффективность операции еще до ее проведения, сократить время вмешательства и сделать кардиохирургию более персонализированной.
На данный момент в России существует первая версия алгоритма, опубликован ряд научных статей. До полноценного клинического продукта требуется пройти различные этапы работ. Известно, что только одна аналогичная разработка есть за рубежом — в США: одна из местных компаний проводит клинические испытания подобного цифрового двойника сердца. Команда российских ученых нацелена выйти на аналогичные результаты и в дальнейшем дойти до внедрения новой технологии.
Анна Белкина, использовано изображение портала «Научная Россия»
Комментарии (0)