Новый метод диагностики рака молочной железы с помощью нейросетей разработала команда южнокорейских ученых из Центра спиновой конвергенции и Центра нейроморфной инженерии. Подход, основанный на комбинации искусственных нейронов и нейросети имитирует работу человеческого мозга, но гораздо более чувствительного и менее склонного к ошибкам. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.
Раковые опухоли молочной железы отличаются от доброкачественных жесткостью тканей и неправильной формой. Определить эти параметры с высокой точностью обычной пальпацией просто невозможно. Недорогой и доступный метод ультразвуковой эластографии позволяет неинвазивно оценить свойства опухоли. Но интерпретация полученных результатов человеком может быть необъективна.
Новый подход основан на имитации обработки информации мозгом человека: сенсорные рецепторы в специальном датчике получают информацию о внешнем раздражителе, а затем передают сигналы сенсорным нейронам, которые преобразуют их в электрические импульсы. Частота последних зависит от давления ткани, которое она оказывает на искусственные нейроны. Невероятно высокая чувствительность позволяет детектировать минимальные различия в давлении.
Второй компонент метода — нейросеть. Чтобы обучить ее отличать злокачественные опухоли от доброкачественных, авторы использовали эластографические снимки. На них каждый пиксель коррелирует с жесткостью ткани. Она, в свою очередь, зависит от частоты электрических импульсов, которые генерируют искусственные нейроны. Таким образом, зная частоты импульсов, нейронная сеть может определить жесткость ткани, а, значит, и злокачественность опухоли.
Команде удалось определить злокачественность опухоли молочной железы с точностью до 95,8%. Ученые ожидают, что их устройство будет полезно для высокоточной диагностики заболеваний и даже роботизированной хирургии.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение