Учёные из МФТИ создали компьютерную модель сердца для лечения мерцательной аритмии

Учёные из Московского физико-технического института (МФТИ) создали компьютерную модель сердца, предназначенную для лечения мерцательной аритмии. Разработанная автоматизированная система с высокой точностью сегментирует изображения МРТ сердца. В будущем эта система может значительно облегчить работу врачей-кардиологов.

Изображение сгенерировано нейросетью DALL•Е 3

Мерцательная аритмия, также известная как фибрилляция предсердий, — одно из наиболее распространённых нарушений сердечного ритма. По оценкам учёных, около 2% населения страдает от этого заболевания. Ожидается, что в течение следующих двух десятилетий распространённость мерцательной аритмии среди людей старше 60 лет достигнет 60%.

При этом заболевании предсердия сокращаются хаотично и неэффективно, что приводит к неравномерному сердцебиению. У пациентов с мерцательной аритмией могут возникать одышка, головокружение и слабость.

Один из способов лечения мерцательной аритмии — катетерная абляция. Это хирургическая операция, которая направлена на разрушение участков ткани, вызывающих нарушение ритма сердца. Такой метод может быть эффективным, особенно если аритмия проявляется периодически. Однако часто заболевание возвращается.

В недавнем исследовании, проведённом в МФТИ, было показано, что использование цифровых моделей сердца, созданных на основе данных магнитно-резонансной томографии, может помочь уменьшить количество повторных случаев аритмии.

Мы создали специальный набор данных и стандартизированные протоколы для ручной маркировки, чтобы улучшить точность сегментации и сделать процесс менее трудоемким для врачей. Для этого мы собрали данные МРТ сердца из двух баз данных. После этого двое специалистов вручную их промаркировали, следуя стандартным протоколам, чтобы уменьшить количество ошибок. Для автоматизации процесса сегментации использовались модели нейросети nnU-Net и smpU-Net++.

Михаил Слотвицкий, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ

Ранее учёные из Университета ИТМО и НМИЦ имени В. А. Алмазова разработали инновационный алгоритм, который использует искусственный интеллект для быстрого выявления фиброза сердца. Благодаря этому алгоритму процесс обработки МРТ-снимков значительно ускоряется — с 1–2 часов до нескольких минут.