Искусственный интеллект и 3D печать – будущее ультразвукового обследования в акушерстве?
Искусственный интеллект (ИИ) активно внедряется в здравоохранение. Современные алгоритмы автоматически обнаруживают подозрительные новообразования, идентифицируют их, а также выявляют экстренные случаи.
Для акушерства и гинекологии эти инструменты имеют особое значение, так как позволяют автоматизировать стандартные измерения, выполняемые с помощью ультразвука. Новый подход сокращает время сканирования и обеспечивает надежность и стабильность результатов при многократном воспроизведении.
«Внимание разработчиков было направлено на то, чтобы уменьшить временные затраты и добиться стабильного получения правильной информации, несмотря на высокую загрузку оборудования и растущий объем пациентов», – сказал Джефф Коэн, руководитель подразделения акушерства и гинекологии компании Philips.
В прошлом году компания выпустила инструмент под названием «биометрия плода», который использует ИИ. Он автоматически распознает, когда пользователь смотрит на голову или кости плода и делает необходимые измерения. По словам Коэна, это значительно сокращает время обследования, потому что большинство беременностей протекают без патологий. Клиницист в ходе приема просто должен подтвердить нормальное развитие ребенка, и новое оборудование ускоряет этот процесс.
Canon Medical Systems USA Inc. предлагает аналогичный инструмент для ультразвуковой системы Aplio i800. Остальные крупные производители оборудования для УЗИ, в том числе GE Healthcare, заинтересовались этой технологией, хотя пока не обнародовали собственных решений.
«Что касается интерпретации изображений, то здесь есть определенные сложности. Некоторые из клинических случаев весьма непросты, они встречаются довольно редко, примерно у одного из 1000 пациентов, – сказал Роланд Ротт, генеральный менеджер подразделения GE по производству оборудования для ультразвукового обследования здоровья женщин. – Лаборантам и врачам не всегда просто диагностировать их со стопроцентной уверенностью».
Но не все считают, что ИИ раскрыл весь свой потенциал. Д-р Кэтлин Брэдли, специалист по медицине матери и плода, имеющая свою собственную практику в Лос-Анджелесе под названием Maternal Fetal Medicine Consultations, полагает, что технология ИИ является многообещающей, но необходимо провести еще много работы, чтобы понять ее плюсы и реализовать их на практике.
«Я не хочу терять личный контакт с пациентом, который, по моему мнению, очень важен, особенно в моей области медицины, – пояснила она. – Я не радиолог, поэтому мне не нужно анализировать изображения на компьютере: делаю все в режиме реального времени. Мне интересно узнать, как ИИ будет сочетаться с персонализацией медицины».
3D/4D и 5D
«Десять лет назад было вполне приемлемо иметь простые 2D изображения, которые давали срезы тела, – сказал Ротт. – Сегодня нормой является ультразвук 3D и 4D». Он добавил, что с помощью этой технологии клиницисты могут получить полный объем информации, а не единственный срез, что помогает в быстром принятии правильных решений.
Брэдли, давний клиент GE, в марте приобрела новейшую модель Voluson E10 для ультразвуковой диагностики. Она в восторге от эргодинамических качеств системы, включая предустановки, которые позволяют ей переключаться между 3D и 4D. Специалист сравнивает первое использование 3D / 4D технологии с покупкой нового смартфона. «Сам по себе это великолепная технология, но если вы не знаете, как ею пользоваться, то можете быть разочарованы», – отмечает она.
«Никогда раньше мои пациенты не давали столько комментариев в ходе обследования, как сейчас, с новой системой, потому что я могу переключаться между различными предустановками 3D и 4D с гораздо большей легкостью и сразу же показать им изображение на экране», – сказала она. Брэдли тратит от 45 минут до часа на каждого пациента, а предустановки позволяют ей сэкономить от 10 до 15 минут времени на одно обследование.
Брэдли также хорошо отзывается о новой технологии Radiant Flow от GE, которая была внедрена в США в начале года: она помогает пользователю определить, снабжается ли мозг плода достаточным количеством крови, а также облегчает поиск аномалий в сердце.
«Скорее всего, мы являемся свидетелями поворотного момента в пренатальной диагностике, – считает Брэдли. – Я действительно очень хочу увидеть, в каком направлении пойдет эта медицинская специализация с использованием новых возможностей».
Samsung Healthcare предлагает технологию под названием 5D Heart, которая делает девять стандартных проекций сердца плода, чтобы просканировать один динамический сердечный цикл. Это помогает проводить исследование более тщательно.
«Врожденные пороки сердца раньше имели очень низкий уровень пренатального выявления, несмотря на улучшение качества изображения 2D, 3D и 4D», – говорит Кэти Эллиот, старший менеджер по маркетингу ультразвукового оборудования Samsung. Она добавляет, что 5D Heart инструмент обладает 98-процентной чувствительностью, 93-процентной специфичностью и 95-процентной точностью для обнаружения врожденной болезни сердца.
Изображение плода на сроке 14 недель, полученное при помощи ультразвуковой установки GE Voluson E10.
Изображение позвоночника плода на сроке 23 недели, полученное при помощи ультразвуковой установки GE Voluson E10.
Пациенты с высоким индексом массы тела
По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний, более трети взрослого населения в США страдают от ожирения. В области акушерства эта группа пациентов считается «технически сложной».
Женщины с лишним весом во время беременности подвержены большему риску возникновения аномалий плода, которые могут остаться незамеченными, поскольку обычная ультразвуковая система не обеспечивает достаточно глубокого проникновения в ходе исследования. Некоторые крупные производители предлагают решения этой проблемы.
Датчики S-Vue Samsung имеют встроенные монокристаллы, которые дают более высокое разрешение на глубине. Благодаря сочетанию в этой системе многих технологий, врачи получают изображения хорошего качества. «С помощью этого датчика, формирователя луча и архитектуры движка ультразвуковой системы, а также благодаря функции снижения шумов и подавления артефактов мы имеем прекрасное проникновение при работе с пациентами с высоким индексом массы тела», – сказала Эллиотт.
Технология PureWave от Philips, используемая в ультразвуковых датчиках, – еще одно решение, улучшающее проникновение на более высоких частотах. Клиническое исследование, проведенное в трех медицинских учреждениях Европы, проанализировало использование датчика C9-2 PureWave компании Philips и показало, что врачи смогли обследовать более 88 процентов технически сложных пациентов.
Пациенты в процессе
С переходом отрасли здравоохранения на модель оплаты по результатам лечения активное участие пациентов становится более важным. Что может сделать будущую мать более счастливой, чем 3D изображение ее ребенка на смартфоне, присланное врачом?
«Женщины, а также их партнеры и другие члены семей сейчас активно участвуют в процессе наблюдения за беременностью, – отметил Ротт. – Нам нужно обсудить больше моментов с пациентами и дать им больше информации во время УЗИ».
Производители GE и Philips учитывают этот запрос в своих разработках. Компания GE в партнерстве со стартапом Trice Imaging создала приложение Tricefy, которое безопасно передает изображения через облако на смартфон пациента. Врач вводит номер мобильного телефона будущей матери и выбирает изображения для отправки непосредственно из системы УЗИ. Пациентка тут же получает текстовое сообщение со ссылками на «картинки».
Philips недавно приобрел компанию под названием Parenting Plus. Ее флагманский продукт представляет собой платформу, позволяющую безопасно отправлять ультразвуковые изображения.
«Пять-десять лет назад вы получали небольшую распечатку, но теперь люди хотят иметь ее в электронном виде, чтобы можно было размещать изображения в социальных сетях и отправлять их бабушкам и дедушкам», – сказал Коэн из компании Philips.
3D модели плода
3D-печать довольно широко применяется в кардиологии, но как насчет акушерства? В этой области наблюдается большой интерес к 3D-печати, но всерьез она пока не используется.
«Вы можете распечатать модель для пациента. И, если это нерядовой случай, можете также использовать 3D-печать для клинического обучения или для отработки хода операции», – говорит Ротт.
Ультразвуковые системы GE могут работать непосредственно с пятью различными отраслевыми форматами, которые используются 3D-принтерами. По мнению Ротта, это большой шаг вперед, ведь эти форматы сильно отличаются от стандартных ультразвуковых файлов.
Изображение сердца плода, сделанное при помощи функции Radiant Flow системы ультразвуковой диагностики Voluson E10 производства GE
Компания работала с врачом в Бразилии, который провел несколько экспериментов по 3D-печати моделей плода для слепых беременных женщин. Эти модели позволили им «увидеть» своих детей.
Установка ультразвуковой диагностики Canon Aplio i800 также обладает аналогичной возможностью. Но в компании считают, что пока от этого выигрывают только потребители. «Мы пытаемся найти клиническое применение этой функции, однако пока я не вижу такой возможности. В настоящее время ведется работа по использованию моделей для лучшей оценки аномалий или планирования какой-либо процедуры», – сказал Пауло Усио, старший менеджер по развитию рынка компании Canon.
Брэдли согласна с тем, что 3D-модели будут больше всего востребованы не врачами, а социумом – как нечто зрелищное. «Реальность такова, что мы вынуждены следовать за потребителями, – сказала она. – Если потребители этого хотят, и мы можем сделать это безопасно и предоставить им медицинскую диагностическую информацию, а также красивую картинку лица их ребенка вместе с 3D-печатью этого изображения, то почему бы не сделать это при помощи людей, которые умеют работать с оборудованием?»
Лорен Дубински
