Создан высокоточный алгоритм для выявления эпилепсии на записях ЭЭГ

Полученные результаты позволят снизить рутинную нагрузку по разметке многочасовых записей на врачей-эпилептологов.

Российские исследователи разработали высокоточный алгоритм на базе нейросети и классификатора, который в разы лучше выявляет эпилепсию на записях ЭЭГ, чем это делают уже существующие автоматизированные подходы.

Полученный результат дает надежду на создание автоматической системы разметки эпилептической ЭЭГ, что позволит существенно снизить рутинную нагрузку по разметке многочасовых записей на врачей-эпилептологов. Предложенная система разметки в настоящее время реализуется в виде программного продукта и может найти применение во многих медицинских центрах РФ.

Разработанный учеными подход представляет собой комбинацию из двух разных алгоритмов – относительно просто устроенного классификатора и более сложной нейросети. Первый анализирует записи ЭЭГ и выявляет на них так называемые “выбросы “- сигналы, интенсивность которых выходит за рамки нормальной мозговой активности. Такие аномалии могут возникать как в результате эпилепсии, так и отражать нормальную работу мозга пациента или порождаться внешними шумами.

Для анализа этих “выбросов” ученые создали специальную нейросеть, которая рассматривает выявленные классификатором подозрительные всплески мозговой активности не как набор сигналов, а как целостное изображение. В этом отношении система ИИ имитирует работу врача, который пытается выявить наличие эпилепсии у пациента по тому, как выглядит “рисунок” активности его мозга на распечатках данных ЭЭГ.

Работу этих систем и их совопкупности исследователи проверили на данных ЭЭГ, которые были получены при замерах активности мозга 83 носителей эпилепсии во время припадков и в спокойном состоянии. Проведенные учеными проверки показали, что созданные ими алгоритмы активно регистрировали 90-96% аномалий в работе мозга, но при этом каждый из них мог отличить эпилептические припадки от других форм “выбросов” лишь в 12-13% случаев.

В свою очередь, объединение алгоритмов позволило повысить этот показатель до 57%, что было связано с резким уменьшением числа ложноположительных срабатываний. В этом отношении разработка российских ученых на порядок превосходит уже существующие алгоритмы, что делает ее более пригодной для применения в клинической практике.

По данным ВОЗ, около 50 млн человек на Земле страдают от различных форм эпилепсии. Примерно в 70% случаев врачам удается подавить болезнь при помощи медикаментов, однако иногда эпилепсия не поддается лечению. В большинстве случаев причиной развития эпилепсии являются различные точечные мутации в одиночных генах, а также нарушения во взаимодействиях разных сегментов ДНК.

Источник: nauka.tass.ru