В марте в Сербии состоялся ежегодный всемирный конгресс нейрохирургов, в котором приняли участие ведущие эксперты из США, Европы, стран Ближнего Востока, Китая и Японии. На международном форуме успешно выступил железногорец Алексей Трубкин, студент 6 курса педиатрического факультета Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого. Его доклад «Нейронная сеть в сосудистой хирургии: первый опыт прогнозирования вазоспазма» получил высокую оценку мирового нейрохирургического сообщества.

Биологией и медициной Алексей Трубкин интересовался с детства, поэтому особых метаний при выборе профессии у него не было. После окончания лицея 102 Алексей поступил КрасГМУ и сразу на 1 курсе решил, что станет нейрохирургом. Его привлекли исследования в области нейросетевых технологий для помощи пациентам с аневризматическими субарахноидальными кровоизлияниями. Сегодня Трубкин является заместителем руководителя Научно-образовательного центра «Молодежная наука» КрасГМУ по работе со студентами и секретарем совета НОЦ «Молодежная наука», а его студенческие разработки легли в основу доклада, представленного на всемирном конгрессе нейрохирургов.

Чтобы понять суть исследований Трубкина и его соавторов, сначала разберемся с медицинскими терминами. Про аневризму (выпячивание стенок сосудов) слышали многие. Основная проблема этой смертельно опасной патологии заключается в том, что она долго никак не проявляет себя. Это по сути бомба замедленного действия, ведь аневризма в любой момент может разорваться, что является угрозой для жизни. При разрыве аневризмы сосуда головного мозга происходит субарахноидальное кровоизлияние (инсульт). В России в год регистрируется 13 случаев на 100 тысяч населения, причем чаще всего у пациентов в возрасте от 40 до 60 лет. Половина таких больных погибает, а выжившие часто становятся инвалидами.

Когда пациент с инсультом поступает в клинику, то перед врачом стоит дилемма: нужно ли срочно проводить операцию или нет. Дело в том, что в некоторых случаях немедленное хирургическое вмешательство только усугубит состояние человека. Сделать правильный прогноз динамики заболевания теперь можно при помощи нейронных сетей, по сути, математической модели.

- Нейросети были разработаны по принципу организации сетей нервных клеток живого организма, - рассказал Алексей Трубкин. - Исследования искусственного интеллекта начались еще в середине прошлого века, потом тема периодически затухала и снова возобновлялась. В последние годы нейронные сети успешно применяются в самых различных областях, где необходимо решать задачи прогнозирования: в бизнесе, геологии, технике, физике. И в медицине, в том числе в нейрохирургии.

По словам Трубкина, использование нейросетей позволяет определить, разовьется ли у конкретного пациента после инсульта вазоспазм - дополнительное поражение мозга по типу ишемического инсульта. Это может произойти на 7-10 день после субарахноидального кровоизлияния. Точные причины развития вазоспазма неизвестны. Он развивается примерно у трети пациентов и закачивается либо летальным исходом, либо тяжелой инвалидизацией. Но все дело в том, что оперировать таких пациентов в остром периоде чревато еще большим ухудшением их состояния. Само оперативное вмешательство включает в себя воздействие на ткани мозга, которые могут при этом повреждаться. Существует в том числе и риск развития вазоспазма, что сильно влияет на возможность выздоровления.

- Риски можно минимизировать, - продолжил молодой ученый, - если с операцией повременить, дождавшись так называемого холодного периода. В это время пациенту может быть проведена такая же открытая операция либо использованы альтернативные техники лечения, например, выполнен анастомоз (искусственное соединение) между сосудами, который позволит изменить кровоток и за счет этого исключить из него аневризму. Иначе говоря, если пациенты, у которых имеется риск развития вазоспазма, не будут получать агрессивное хирургическое лечение, то у них есть шансы после реабилитации восстановить работоспособность. То есть нейросеть помогает врачам определиться с тактикой лечения.

Как рассказал Алексей, сама идея эта не нова. Пилотные исследования по данной тематике проводились в 2011-2012 годах в США. Но, видимо, американцы продолжать исследования не стали, поскольку имелась всего одна публикация по этой проблеме, предположил Трубкин. Однако в 2019 году на Конгрессе нейрохирургов в Сербии уже было представлено много подобных работ, в частности из Китая. Нейрохирурги из Поднебесной используют нейронные сети для прогнозирования исходов у больных, уже имеющих тяжелый прогноз при поступлении в лечебное учреждение.

Как же выглядят искусственные нейронные сети? На самом деле никакой громоздкой аппаратуры нет, объяснил Алексей. Нейросеть - это компьютерная программа, которую устанавливают на ПК. Когда в программу заносятся данные конкретного пациента, искусственный интеллект прогнозирует развитие болезни.

Но не получится ли так, что новые диагностические технологии отодвинут профессионализм медика на второй план? Алексей Трубкин считает, что с развитием диагностической техники врач постепенно будет уходить от принятия решений в условиях недостаточной информации. И это в целом положительный аспект. Не стоит сбрасывать со счетов человеческий фактор: врач может что-то не почувствовать, не услышать. В конце концов, ему может просто не хватать опыта - это ведь реальная проблема в современных условиях. А техника позволяет даже начинающему специалисту объективно оценить ситуацию и легче определиться с диагнозом.

Самый простой пример: до активного внедрения рентгеновского исследования пневмонию диагностировали только на основании аускультации (выслушивания) пациента. Если этой методикой доктор владел не в полной мере, то он мог просто «не услышать» патологию в легких. Сегодня такие ошибки очень редки. Если говорить о нейрохирургии, то нейронные сети помогают врачу обратить внимание на нюансы, которые при других методах исследований можно пропустить.

Нейрохирурги по сути получают инструмент, с помощью которого можно оптимально организовать медицинскую помощь - одним пациентам провести экстренную операцию, другим - плановую.

- Мы набираем клинические случаи для обучения нейросетей, потому что аневризма относится к редким заболеваниям - 8 случаев на 100 тысяч населения, - рассказал о дальнейших планах Алексей Трубкин. - Собираемся внедрить распознавание медицинских изображений, чтобы нейросеть сама сравнивала эти изображения с другими случаями.
В исследованиях железногорского студента уже заинтересован красноярский региональный сосудистый центр и новосибирский центр сосудистой хирургии. В перспективе это все должно привести к развитию персонифицированной медицины, когда принцип «лечить больного, а не болезнь» воплотится с помощью самых передовых технологий.