Одним из основных диагностических методов при мочекаменной болезни является рентгенография. Причем наиболее информативной, а поэтому и предпочтительной считается компьютерная томография. «Абсолютно все пациенты перед проведением литотрипсии (операция, направленная на дробление камней в почках и мочеточнике —Прим. ред.) в обязательном порядке делают КТ мочевыводящих путей. Сегодня это рутинное обследование для пациентов с мочекаменной болезнью. Такое исследование позволяет установить размеры камней, их количество и локализацию, а также получить представления о структуре и состоянии почек, мочеточников и мочевого пузыря», — рассказывает Иван Александрович Горгоцкий, заместитель главного врача по амбулаторно-поликлинической работе Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ, кандидат медицинских наук, врач-уролог, автор проекта и руководитель рабочей группы.

Специалисты клиники уверены, что технологии искусственного интеллекта способны расширить диагностические возможности этой процедуры, а также повысить ее точность и эффективность. В частности, эксперты сейчас работают над созданием базы данных и компьютерной программы, которые позволят врачам по данным КТ определять химический состав почечных (мочевых) камней.

«Мы разрабатываем нейросеть, которая сможет на высоком достоверном уровне определять химическую структуру почечных камней по различным паттернам их плотности, а проще говоря — оттенкам серого. Согласно результатам исследований, их может быть до нескольких десятков тысяч. В отличие от компьютерной программы человеческий глаз не способен различать такое количество оттенков серого диапазона. Поэтому врач в своих оценках типа камня на снимках КТ достаточно субъективен», — говорит Иван Горгоцкий. По его словам, точность выводов даже опытных хирургов не превышает 70 %, что считается невысоким результатом. Единственный тип конкрементов, который сегодня врачи способны идентифицировать с высокой вероятностью по снимкам КТ, — это камни из мочевой кислоты. Всего же различают порядка 21 группы камней.

Технической стороной проекта (написанием программного кода) занимается индустриальный партнер — российская компания, производитель программного обеспечения и цифровых решений. Эксперты клиники сосредоточены на формировании базы данных снимков для обучения нейросети. Именно она сделает будущую программу просмотра медицинских изображений уникальной.

Аналогов подобной базы не существует. Во всяком случае разработчикам не удалось найти ничего подобного в открытых источниках. Во-первых, далеко не все клиники обладают необходимым набором данных, а именно — снимками КТ и анализами химического состава извлеченного в ходе операции фрагмента камня. «Как показывает мировая статистика, только 20 % пациентов доходят до лаборатории, а получив результаты, возвращаются с ними к врачу за назначениями для предотвращения рецидива. К тому же не все медицинские учреждения занимаются лечением мочекаменной болезни в полном цикле. В итоге из-за низкой комлаентности (приверженности лечению — Прим. ред.) и не полной комплектации необходимым оборудованием госпиталей собрать данные, чтобы получить корреляции между составом камня и его изображением, затруднительно. Причем это мировая тенденция», — объясняет Иван Горгоцкий.

В Клинике высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ лечением мочекаменной болезни занимаются на экспертном уровне и в полном цикле. На ее базе также работает своя лаборатория, в которой можно провести анализ химического состава почечного камня. «Благодаря этому мы смогли накопить необходимый объем сведений для создания базы данных. Как оказалось, это дефицитная информация. Мы уверены, что она пригодится и для дальнейшего развития высоких технологий в области диагностики и лечения мочекаменной болезни», — уверен Иван Горгоцкий.

На данный момент получить точную информацию о химическом составе камня можно только в ходе проведения лабораторного анализа уже после операции. Однако эти сведения нужны не только больным, желающим соблюдать клинические рекомендации для метафилактики (комплекс лечебно-профилактических мер, направленных на предупреждение рецидива — Прим. ред.) мочекаменной болезни. «Такие данные необходимы хирургам еще до проведения оперативного вмешательства, чтобы, во-первых, спланировать его ход, а во-вторых, подготовить операционную», — отмечает Иван Горгоцкий.

Дело в том, что в зависимости от типа почечного камня хирург выбирает вид применяемой энергии, ее мощности и режима при проведении литотрипсии. В свою очередь это требует подбора соответствующего оборудования. Поскольку сегодня уролог заранее точно не знает тип почечных камней, то для проведения операции готовится весь набор аппаратов. «Если бы вы зашли в операционную, то увидели бы, насколько много медицинских приборов стоит вокруг операционного стола для проведения высокотехнологичного вмешательства: видеоэндоскопическая стойка с комплектом необходимой техники, УЗИ-аппарат, мобильный рентген-аппарат С-дуга, аппараты для дистанционной, для лазерной, для ультразвуковой и пневматической литотрипсии. Каждый такой прибор занимает довольно много места. И это неполный список оборудования, некоторое может потребоваться дополнительно. Среди всего этого должны разместиться анестезиолог, хирург и медицинская сестра. В этом хороводе очень тесно», — рассказывает Иван Горгоцкий.

Он уверен, что программа-просмотрщик, позволяющая идентифицировать тип почечных камней по снимкам КТ, поможет в буквальном смысле разгрузить как саму операционную, так и медицинский персонал. Врачи смогут заранее достоверно знать не только о том, какой именно аппарат понадобится, но и с какими настройками.

Автор проекта обращает внимание на другие немаловажные моменты. Сокращая время оперативного вмешательства, врачи уменьшают и длительность воздействия наркоза на организм пациента. Исключив необходимость самостоятельно проводить лабораторный анализ химического состава почечных камней, авторы проекта также надеются увеличить и количество тех, кто начнет придерживаться рекомендаций для предупреждения повторного образования конкрементов. Согласно статистике, в течение пяти лет после удаления камня 50 % больных сталкиваются с рецидивом мочекаменной болезни. «При этом лишь каждый пятый пациент доходит до лаборатории и обращается к врачу с результатами. Это связано как с психологическими, так и с социальными и экономическими причинами. Благодаря внедрению нашей разработки в медицинскую практику урологических отделений, пациенты смогут получать данные о типе обнаруженных у них почечных камней после проведения операции вместе с клиническими рекомендациями, — говорит Иван Горгоцкий. — Мы надеемся, что это увеличит число приверженных терапии больных. В свою очередь они смогут если не полностью исключить рецидив мочекаменной болезни, то максимально отодвинуть его во временной перспективе».

Разработчики рассчитывают к началу лета получить тестовую версию программы-просмотрщика. К ней будет готовиться и тестовый вариант дата-сета. Это позволит приступить к проверке их совместимости. В случае положительного результата врачи смогут опробовать разработку в клинических условиях.

Иван Горгоцкий уверен, что программа-просмотрщик, позволяющая идентифицировать тип почечных камней, будет востребована как хирургами и урологами, так и рентгенологами. Она задумана простой и удобной, с интуитивным интерфейсом. «Достаточно будет кликнуть мышкой по изображению камня, чтобы получить нужные данные», — отмечает Иван Горгоцкий. По его мнению, пользователям не потребуется какой-либо специальной подготовки или обучения для работы с программой. Подобные программные продукты уже давно находятся в арсенале медицинских специалистов, и они знакомы с принципами их работы.

Программа будет доступна для использования на коммерческой основе. Автор проекта не сомневается, что это не станет препятствием для ее широкого применения. «Наша разработка позволит экономить время и средства стационара. К тому же она точно будет иметь положительный имиджевый эффект и повысит престиж клиники как внутри медицинского сообщества, так и среди пациентов», — заключает Иван Горгоцкий.

Параллельно с этим проектом урологи клиники создают программно-аппаратный комплекс по интраоперационному распознаванию состава почечных камней с использованием ИИ по видеопотоку с камеры эндоскопа. Несмотря на то, что он имеет схожие цели и задачи, по задумке авторов оба проекта смогут дополнять друг друга.