Фото: ЦНС
Фото: ЦНС

В Сколтехе нейронные сети обучили быстро и безболезненно брать анализ крови

Прототип устройства анализирует изображения вен и проецирует венозный рисунок на тело пациента. Метод поможет быстрее и комфортнее брать кровь у пациентов с затрудненным доступом к венам

Ежедневно в мире выполняется около 20 миллионов анализов крови. В 45% случаев забор крови вызывает дискомфорт у пациентов, у кого затруднен доступ к венам.

Если вены плохо видны и не пальпируются, то даже опытные медицинские работники рискуют сделать множественные или неточные проколы, что неприятно и может иметь негативные последствия, особенно если речь идет о пожилых людях.

Исследователи Сколтеха Дмитрий Дылов и его коллеги разработали интеллектуальный сканер вен ближнего ИК-диапазона, при помощи которого можно достаточно точно определять контуры вен на ногах и руках, причем делать это в полностью автоматическом режиме без использования каких-либо пользовательских данных.

Ученые использовали искусственные нейронные сети и методы обучения с подкреплением, чтобы тщательнее проанализировать изображения вен и спроецировать их на тело пациента, учитывая особенности его комплекции и положения.

Работоспособность прототипа устройства уже проверили на добровольцах.

Анализ крови при помощи нового устройства выполняется так: пациент кладет руку под устройство, которое практически мгновенно (менее чем за секунду) находит вену и проецирует ее на предплечье пациента. Если вдруг пациент пошевелит рукой (хотя разработчики не рекомендуют это делать во время анализа крови с использованием игл), немедленно запустится процедура перенастройки системы.

Сканер можно использовать и на других частях тела — сосудах лица и нижних конечностей, а также применять в ветеринарных клиниках для выполнения сложных проколов вен у животных

Результаты исследования опубликованы в сборнике трудов XVI Международной конференции по управлению, автоматизации, робототехнике и техническому зрению (ICARCV).

В ближайшее время ученые протестируют вторую версию прототипа, а, потом перейдут к этапу запуска продукта.

Хотя инфракрасные сканеры вен уже широко применяются в клинической практике, наш сканер — первая разработка, основанная целиком и полностью на передовых методах ИИ: одна нейронная сеть отвечает за шумоподавление и обработку ИК-сигнала, вторая определяет контуры вен, а третья постоянно следит за тем, чтобы контуры вен, проецируемые на руку пациента, совпадали с их фактическими контурами.

Нам оставалось лишь на этапе обучения объяснить системе, "что такое хорошо и что такое плохо". Все остальное нейронные сети сделали сами: автоматически нашли оптимальные настройки для новых пациентов, определили внешние условия и даже отследили искажения, в том числе и те, с которыми система ранее не сталкивалась

Дмитрий Дылов, Разработчик технологии, Сколтех