Nový počítačový program doktoranda Martina Tamajka z STU na vyhodnocovanie skenov mozgu môže veľmi pomôcť najmä rádiológom, ktorí snímky skúmajú. Tí neraz čelia nedostatku času, pričom často musia diagnostiku vykonať aspoň dvaja nezávislí experti, čo zásadne zvyšuje časovú náročnosť.

„Chceme im skrátiť čas, ktorý trávia pri manuálnej a monotónnej, aj keď dôležitej, práci tak, aby sa mohli venovať užitočnej činnosti,“ hovorí Martin Tamajka. Veľké množstvo dát totiž môže program spracovať aj v noci, a lekár tak bude mať druhý deň ráno k dispozícii informácie potrebné pre stanovenie diagnózy a určenie liečby.

Dáva im vzácny čas

Za metódou stoja viaceré prístupy bežné v informatike ako počítačové videnie, strojové učenie, umelá inteligencia či spracovanie obrazu. Kým M. Tamajka so spolupracovníkmi mohli prejsť k vyhodnocovaniu skenov, bolo potrebné v programe nastaviť viac ako 50 parametrov.

Program najskôr odstráni tkanivá ako lebka, oči a ďalšie, pre vyhodnocovanie nedôležité, časti obrazu.

„Potom umelá inteligencia zatriedi jednotlivé časti trojrozmerných dát z magnetickej rezonancie do troch tried – mozgovomiechový mok, biela hmota a šedá hmota,“ vysvetľuje M. Tamajka.

Neurónová sieť, ako je tiež možné program označiť, je ale naprogramovaná na rozpoznávanie iba zdravých častí mozgu, a tak umelá inteligencia nie je schopná akúkoľvek väčšiu odchýlku zaradiť. Vďaka tomu môže program sám lekára upozorniť na anomálie.

Metóda vraj dosahuje úspešnosť porovnateľnú s expertmi. „Znamená to, že keď segmentáciu vykoná lekár a následne naša metóda, dôjde k veľkému prekryvu výsledkov,“ hovorí M. Tamajka.

Porovnanie výsledkov od experta (vlavo) a z programu (vpravo), archív: M. Tamajka

Nájde nádor, aj sklerózu

Program M. Tamajku je efektívny najmä pri rozpoznávaní anomálií, akými sú napríklad nádory, odumreté tkanivo, či pri odhaľovaní sklerózy multiplex, ktorá sa nachádza v bielej hmote.

Využiteľný je v rádiológií a ďalších príbuzných oblastiach. Ako príklad Martin Tamajka uvádza rádioterapiu pri liečbe onkologických ochorení. „Pri ožarovaní chceme zasiahnuť v najväčšej miere nádor a zároveň ochrániť okolité orgány, keďže ožarovanie využíva škodlivú radiáciu. Na to treba presne ohraničiť a lokalizovať tieto štruktúry, napríklad aj z dát magnetickej rezonancie,“ vysvetľuje M. Tamajka.

Ďalším príkladom z oblasti onkológie je podľa neho meranie nádoru v priebehu liečby. Takto sú vraj lekári schopní posúdiť, či liečba zaberá, alebo sú potrebné nejaké zmeny. Na odmeranie objemu nádoru je ho ale najprv potrebné vyňať zo surových dát. Jeden spôsob je spraviť to ručne, ďalší automaticky prostredníctvom programu, čo môže byť rýchlejšie.

Študent doktorandského štúdia spolu s kolegami už aktívne pracujú na ďalšom vylepšení programu. Okrem zvýšenia presnosti pri členitosti mozgu je ich cieľom navrhnúť všeobecnejšiu metódu, ktorá by dosahovala dobré výsledky pre viaceré orgány.

„To bude určite výzva, keďže prístupy, ktoré fungujú pre jeden orgán, môžu byť pre iný nepoužiteľné,“ dodáva na záver M. Tamajka, ktorý dokonca získal za projekt koncom minulého roka tretie miesto v prestížnej súťaži IT SPY. Tá oceňuje najlepšie české a slovenské IT diplomovky.