Анна Хоружая – Симулятор рабочего места врача-рентгенолога с сервисами на основе искусственного интеллекта. Учебное пособие (страница 1)

Шрифт

Симулятор рабочего места врача-рентгенолога с сервисами на основе искусственного интеллекта

Учебное пособие

Авторы: Васильев Юрий Александрович, Блохин Иван Андреевич, Ерижоков Рустам Арсеньевич, Бажин Александр Владимирович, Владзимирский Антон Вячеславович, Сморчкова Анастасия Кирилловна, Хоружая Анна Николаевна, Варюхина Мария Дмитриевна

Редактор Валентина Павловна Гамарина

Верстка Екатерина Дмитриевна Бугаенко

Дизайн обложки Екатерина Дмитриевна Бугаенко

ISBN 978-5-0069-6803-5

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Рецензенты

Степанова Елена Александровна – доктор медицинских наук, заведующая кафедрой лучевой диагностики ФУВ ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М. Ф. Владимирского»

Нуднов Николай Васильевич – доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе, заведующий НИО комплексной диагностики заболеваний и радиотерапии ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России

Список сокращений

ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ» – Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы»

ИИ – искусственный интеллект

КТ – компьютерная томография

ММГ – маммография

МРТ – магнитно-резонансная томография

ОГК – органы грудной клетки

РГ – рентгенография

Введение

Медицина – это активно развивающаяся отрасль. Одной из наиболее перспективных областей еe развития является использование технологий искусственного интеллекта (ИИ) в лучевой диагностике. ИИ-сервисы позволяют автоматизировать анализ изображений, в том числе полученных с помощью рентгенографии (РГ), компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ). Настоящее учебное пособие предназначено для того, чтобы в наглядной форме продемонстрировать форму отображения результатов работы искусственного интеллекта при обработке и анализе медицинских изображений по ряду ключевых направлений.

Цель – формирование и развитие у обучающихся необходимых компетенций, знаний, умений и навыков в области применения ИИ-сервисов для обработки и анализа медицинских изображений в практике врачей-рентгенологов, специалистов по медицинской информатике и организаторов здравоохранения.

Задачи:

– освоение базовых принципов работы ИИ-сервисов, использующих технологии компьютерного зрения, для анализа медицинских изображений;

– изучение функциональных возможностей и примеров применения ведущих ИИ-сервисов в рентгенологической практике;

– формирование уровня компетенций и навыков, соответствующего требованиям профессионального стандарта «Врач-рентгенолог».

Требования к входным знаниям, компетенциям и умениям для проведения занятий: теоретические знания и практические навыки в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами высшего образования: специалитета по специальностям 31.05.01 «Лечебное дело», 31.05.02 «Педиатрия», 31.05.03 «Стоматология».

Изучение пособия направлено на дальнейшее формирование у обучающихся следующих компетенций в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по специальности 31.08.09 «Рентгенология» (подготовка кадров высшей квалификации):

1. Универсальных:

– готовность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу (УК-1).

2. Профессиональных:

– готовность к определению у пациентов патологических состояний, симптомов, синдромов заболеваний, нозологических форм в соответствии с Международной статистической классификацией болезней и проблем, связанных со здоровьем (ПК-5);

– готовность к применению методов лучевой диагностики и интерпретации их результатов (ПК-6).

3. Дополнительных:

– способность организовывать и проводить оказание разных видов медицинской помощи с применением допущенных к обращению медицинских изделий на основе технологий искусственного интеллекта.

В результате изучения материала обучаемый должен:

• знать:

– принципы работы ИИ-сервисов, использующих компьютерное зрение для анализа медицинских изображений;

– функциональные возможности и области применения ведущих ИИ-сервисов в рентгенологической практике;

– примеры клинических задач, решаемых с использованием ИИ-сервисов в диагностике на основе медицинских изображений;

• уметь:

– применять ИИ-сервисы для предварительного анализа медицинских изображений в диагностическом процессе;

– анализировать примеры применения ИИ-сервисов в рентгенологии для повышения эффективности диагностических процессов;

• владеть:

– навыками использования ИИ-сервисов для обработки и анализа медицинских изображений в рентгенологической практике;

– навыками анализа примеров применения ИИ-сервисов для оптимизации диагностических процессов в рентгенологии.

Изучение материала рассчитано на 4 академических часа самостоятельной работы. Для успешного освоения материала рекомендуется использовать открытые библиотеки наборов данных, обработанных ИИ-сервисами в сфере здравоохранения.

С целью повышения эрудированности и вовлеченности обучаемых опционально рекомендуется подготовка рефератов и докладов-презентаций.

Глава 1. Общие понятия об ИИ-сервисах

1.1. Термины «искусственный интеллект» и «ИИ-сервис»

Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года1 предусматривает следующее определение искусственного интеллекта: искусственный интеллект – комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые с результатами интеллектуальной деятельности человека или превосходящие их. Комплекс технологических решений включает в себя информационно-коммуникационную инфраструктуру, программное обеспечение (в том числе то, в котором используются методы машинного обучения), процессы и сервисы по обработке данных и поиску решений. В здравоохранении «искусственный интеллект» целесообразно рассматривать как очередное поколение инструментов автоматизации трудовых операций и производственных процессов.

Таким образом, с точки зрения здравоохранения в целом, искусственный интеллект – это инструменты автоматизации трудовых операций и производственных процессов в здравоохранении, применение которых осуществляется в определенном клиническом контексте, на принципах материализма, доказательности, эффективности, осознанности, объяснимости, прозрачности.

На практике в глоссарий Эксперимента по компьютерному зрению вошло более конкретное и часто используемое понятие «ИИ-сервис». ИИ-сервис – это разработанный или предоставляемый по праву юридическим лицом комплекс программных решений (сервис) на базе технологий компьютерного зрения для анализа медицинских изображений.

Далее по тексту каждое из подобных программных решений мы будем называть ИИ-сервисом.

1.2. Основные виды ИИ-сервисов

ИИ-сервисы можно классифицировать по объему функционала, по основному назначению, а также по направлению их работы.

По объему функционала, встроенного в единичный ИИ-сервис, различают моно-сервисы и комплексные сервисы. Моно-сервис выполняет одну функцию (по одной патологии или по одному проявлению одной патологии) в одной анатомической области и одной модальности, например:

– выявление легочных очагов на рентгенограмме органов грудной клетки;

1 2 Вперед