Победитель премии IT Stars 2021: сервис автоматизированного анализа цифровых флюорограмм и рентгеновских снимков для Центра диагностики и телемедицины Департамента здравоохранения г. Москвы

О заказчике

Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы - телемедицинская организация, которая обеспечивает научную, технологическую, учебную, организационную и методологическую поддержку служб лучевой диагностики Москвы и регионов России. Специализируется на лучевой и инструментальной диагностике: дистанционном описании рентгенологических и радиологических исследований, проведении аудитов, организационной и методической поддержке медицинских организаций, подведомственных Департаменту здравоохранения города Москвы, совершенствовании нормативной базы, внедрении инновационных технологий в здравоохранение, контроле работы диагностического оборудования и соблюдении норм радиационной безопасности, обучении и профессиональной переподготовке врачей и среднего медицинского персонала.

Об исполнителе

ООО «ФтизисБиоМед», образованное в 2015 году как дочернее предприятие Федерального оператора связи АО «Радиокомпании «Вектор», специализируется на разработке, обеспечении функционирования и интеграции интеллектуальных сервисов для здравоохранения и телемедицины, а также обучении медицинского и технического персонала пользованию продуктами искусственного интеллекта. Продукты и сервисы «ФтизисБиоМед» используются в практической медицине в системах поддержки принятия врачебных решений для уменьшения числа ошибочных диагнозов и постановки диагнозов на ранних стадиях болезни. Результаты применения продуктов и сервисов «ФтизисБиоМед» также используются органами здравоохранения для повышения управляемости систем здравоохранения разных уровней. Вместе эти результаты позволяют увеличить число пациентов, прошедших успешное лечение с одновременной оптимизацией расходов на лечение.

О решении

Применение продуктов и сервисов «ФтизисБиоМед» ускоряет переход к цифровому здравоохранению современного мирового уровня. Самой известной и наиболее важной на настоящий момент разработкой является одноименный облачный сервис для анализа медицинских изображений (цифровых флюорограмм и рентгенограмм грудной клетки), созданный на основе искусственного интеллекта (ИИ), представляющего собой ансамбль свёрточных нейронных сетей.

Важным преимуществом ИИ-сервиса «ФтизисБиоМед» по отношению к другим подобным разработкам является многошаговая технология создания и постоянного пополнения собственного датасета для машинного обучения. На настоящий момент датасет содержит более 240 000 оригинальных цифровых рентгеновских и флюорографических снимков, полученных и размеченных ведущими специалистами Федеральных медицинских центров России и из открытых зарубежных банков датасетов. В создании ИИ-сервиса и датасета принимали участие выдающиеся врачи-рентгенологи и пульмонологи во главе с академиком Александром Чучалиным, бывшим главным внештатным пульмонологом Министерства здравоохранения, и Ириной Васильевой, директором Федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний» Министерства здравоохранения России, а также профессиональные математики и программисты, выпускники и сотрудники Московского физико-технического института.

В настоящий момент функционал сервиса позволяет детектировать предполагаемые патологии, производить их графическую локализацию на проанализированных снимках, а также классифицировать детектированную патологическую область.

Пример результатов работы сервиса

Классификатор патологий сервиса «ФтизисБиоМед» способен различать и каталогизировать 9 типов патологий (плевральный выпот, пневмоторакс, лтелектаз, очаг затемнения, инфильтрация/консолидация, диссеминация, полость, кальцинат/кальцинированная тень, нарушение целостности кортикального слоя). Кроме того, сервис даёт численное значение вероятности наличия патологии. Участки локализации размечаются с помощью контуров, цветовые схемы которых соответствуют вероятным классам патологических признаков, приведенных в подписи к обработанному ИИ-сервисом снимку.

Начиная с 2019-го года, облачный сервис «ФтизисБиоМед» при поддержке администраций 53-х регионов Российской Федерации используется врачами рентгеновских отделений лечебных учреждений всех уровней.

Карта с регионами, использующими «ФтизисБиоМед»

О проекте

С 2018 года по настоящее время сервис «ФтизисБиоМед» прошел несколько независимых тестирований, в том числе марта 2018 года сервис тестировался на площадке Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы».

«Материнская компания ООО «ФтизисБиоМед» - АО «Радиокомпания «Вектор» - занялась исследованиями возможности автоматизированного машинного скрининга флюорограмм/рентгенограмм еще до 2015 года. В 2015 году появились работоспособные многослойные архитектуры сверточных нейронных сетей для анализа медицинских изображений, и мы всей командой во главе с академиком Александром Григорьевичем Чучалиным представили проект экспертам Биомедицинского кластера фонда «Сколково», - рассказывает генеральный директор Радиокомпании «Вектор» д. т. н., проф. Виктор Иванович Классен.

Генеральный директор Радиокомпании «Вектор» д. т. н., проф. В.И. Классен

Активное сотрудничество с Научно-практическим клиническим центром диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы (С.П. Морозовым и А.В. Владзимирским) началось несколько позже. Знакомство произошло на Конгрессе по пульмонологии, после которого команда передала им на тестирование пакет программ, после чего появился договор о стратегическом партнерстве по искусственному медицинскому интеллекту в телемедицине.

Итоги проекта

Сервис «ФтизисБиоМед» используется заказчиком для анализа медицинских изображений в условиях реального клинического процесса, в том числе в период борьбы с эпидемией COVID-19, и выявления на ранних стадиях болезней грудной клетки, включая туберкулез и онкологические заболевания. «ФтизисБиоМед» локализует области вероятных патологий на флюорограммах и рентгенографических изображениях органов грудной клетки и представляет врачу информацию о вероятности наличия патологии и ее типе.

По результатам официального калибровочного тестирования последней версии сервиса «ФтизисБиоМед» Департаментом здравоохранения Москвы (Протокол калибровочного тестирования ИИ-сервиса №13 от 24.03.2021) достигнуты следующие результаты: площадь под характеристической кривой (AUC=0,95), чувствительность 92%, специфичность 92%. Таким образом, общее количество ошибок (включая ложноположительные и ложноотрицательные) составляет не более 8%.

В настоящий момент сервис является лидером в эксперименте по использованию инновационных технологий в области компьютерного зрения для анализа медицинских изображений и дальнейшего применения в системе здравоохранения города Москвы. К сервису подключено 270 поликлиник, три десятка больниц и противотуберкулезных диспансеров; в месяц обрабатывается до 50000 исследований.

Перспективы проекта

Искусственный медицинский интеллект «ФтизисБиоМед» уже сегодня демонстрирует великолепные точностные показатели при поиске даже редких патологий органов грудной клетки. Ежегодные сотни миллионов снимков по всему миру, которые требуют врачебного анализа, не оставляют в будущем никакого выбора – этот анализ должен делать искусственный медицинский интеллект. Получая эти данные, врач, принимая во внимание и другие показания, ставит диагноз и назначает лечение. Большой интерес к сервису «ФтизисБиоМед» уже сегодня проявил целый ряд стран Азии, Африки, Ближнего Востока, все страны БРИКС.

Опыт участия в премии IT Stars имени Георгия Генса

21 июня 2021 года команда разработчиков сервиса «ФтизисБиоМед» стала победителем национальной бизнес-премии «Золотой Меркурий», учрежденной Торгово-промышленной палатой РФ, в номинации «Инновационная деятельность». А уже 6 октября 2021 года авторы получили премию профессиональных «айтишников» – IT Stars имени Георгия Генса. Это вдохновляющие победы, важные для укрепления доверия врачей всего мира к искусственному медицинскому интеллекту.

Победители в номинации «Инновационный проект в здравоохранении» получили статуэтки с фрагментами изображений из изданий livre d’artiste «Проходящее время» и «Каллиграммы». «Проходящее время» - авторская работа Армана, американского скульптора французского происхождения. Многочисленные изображения созданы автором в технике цветной шелкографии и представляют собой визуальные рассуждения автора о времени. Скульптор Осип Цадкин создал десять черно-белых офортов для каллиграмм Апполинера. Часть изображений выполнена на белом фоне, а другая часть - в инверсном изображении на черном фоне.

Победители в номинации «Инновационный проект в здравоохранении» получили статуэтки с фрагментами работ Армана и Осипа Цадкина

Премия IT Stars носит имя основателя группы ЛАНИТ Георгия Генса, который, стоял у истоков развития информационных технологий в России, много сделал для становления информационного общества в нашей стране (см. статью раздела «ЛАНИТ» от 5 октября 2021 г.). Собирательство изданий livre d’artiste было особой страстью Георгия Генса, логичным является решение об использовании в оформлении наградных статуэток изображений работ ведущих художников ХХ века из изданий livre d’artiste собрания Георгий Генса.

Лауреаты премии IT Stars 2021 в номинации «Инновационный проект в здравоохранении»

Учредителем премии является компания ЛАНИТ. Премия организована при поддержке Ассоциации менеджеров и Ассоциации предприятий компьютерных и информационных технологий. Генеральные партнеры церемонии награждения: Aruba, Hewlett Packard Enterprise, Huawei, Schneider Electric.