ИИ обнаруживает скрытые объекты на снимках грудной клетки лучше рентгенологов

Согласно исследованию, опубликованному в журнале npj Digital Medicine, модель искусственного интеллекта показала результаты лучше, чем рентгенологи, при анализе КТ-снимков на наличие трудноразличимых инородных тел. Полученные данные демонстрируют потенциал ИИ в помощи врачам при диагностике сложных и опасных для жизни состояний.

Аспирация инородного тела (АИТ) возникает, когда в дыхательные пути попадает посторонний предмет – чаще всего частица пищи или небольшой объект. Если такие предметы, как растительные волокна или фрагменты панцирей ракообразных, являются рентгенопрозрачными (то есть не видны на рентгене и плохо различимы даже на КТ), их обнаружение становится крайне затруднительным. Это нередко приводит к ошибочной или поздней диагностике и, как следствие, повышает риск серьезных осложнений. У взрослых до 75% случаев АИТ приходится именно на рентгенопрозрачные объекты.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали модель глубокого обучения, объединяющую метод точного трехмерного картирования дыхательных путей (MedpSeg) с нейронной сетью, способной анализировать КТ-снимки и выявлять скрытые признаки присутствия инородных тел. Обучение и тестирование модели проводилось на данных трех независимых групп пациентов, включающих более 400 человек, при сотрудничестве с медицинскими учреждениями Китая. Для оценки точности работы системы ее результаты сравнили с диагностикой трех опытных рентгенологов, каждый из которых имел свыше десяти лет клинической практики. Специалисты должны были проанализировать 70 КТ-снимков, из которых 14 представляли подтвержденные случаи рентгенопрозрачного АИТ, выявленные методом бронхоскопии.

Рентгенологи, когда распознавали случай АИТ, делали это безошибочно – ложноположительных результатов не было. Однако они смогли определить лишь 36% всех случаев, что подчеркивает сложность распознавания таких объектов. Модель ИИ, напротив, показала точность 77%, но при этом выявила 71% всех случаев АИТ, заметно превзойдя врачей по полноте обнаружения. По интегральному показателю F1, который отражает баланс между точностью и полнотой, ИИ также показал преимущество – 74% против 53% у рентгенологов.

Ученые отмечают, что разработанная система предназначена не для замены рентгенологов, а для поддержки их работы – она должна служить дополнительным инструментом, повышающим уверенность специалистов в сложных или неоднозначных случаях.