Нейросеть обучили распознавать хрящи запястья на томограмме

Магнитно-резонансная томография считается лучшим средством визуализации тканей головного мозга, органов малого таза и суставов. В том числе этот метод используется для оценки изменений в анатомии суставов, вызванных тем или иным патологическим процессом. Чтобы проанализировать структурную целостность хрящей суставов на изображениях, их нужно «отделить» от других тканей — сегментировать. Из-за того что разные ткани в этой области по контрасту могут совпадать с хрящами, автоматическая сегментация здесь затруднена, и золотым стандартом считается ручная сегментация — сложный и довольно трудоемкий процесс, сильно зависящий при этом от опытности оператора.

Международная группа исследователей из Центра диагностики и телемедицины и Национального исследовательского университета ИТМО создала сверточную нейронную сеть, которая научилась эффективно распознавать хрящи на двухмерных магнитно-резонансных томограммах запястья. В основу обучения нейросети легли 20 многослойных МР-исследований, полученных с использованием двух различных катушек от 11 человек (здоровые добровольцы и пациенты с остеоартритом). Новый метод позволил «объяснить» нейронной сети, какие пиксели на изображении нужно классифицировать как хрящи, выделяя некоторое количество пикселей вокруг него, а не все изображение целиком. В итоге разработанная сверточная нейронная сеть продемонстрировала эффективность, схожую с ручной сегментацией (коэффициент подобия Серенсена – Дайса (DSC) = 0,81), в тех срезах (коронарных, вдоль ладони), которые более ценны для диагностики из-за визуализации большего количества хрящевой ткани.

Читайте полный текст статьи на английском языке в журнале NMR in Biomedicine: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/nbm.4320 и краткий пересказ методики на русском языке в статье портала «Индикатор»: https://indicator.ru/medicine/neiroset-obuchili-raspoznavat-khryashi-zapyastya-na-tomogramme-26-07-2020.htm