Автор: 
Американские исследователи обучили нейросеть предсказывать риск возникновения диабета второго типа по рентгеновским снимкам. Учёные разработали модель глубокого обучения на данных более 160 тысяч пациентов с использованием 271 065 рентгеновских снимков. Исследование проводилось в течение 11 лет. Отчёт о работе опубликован в журнале Nature Communications.
Учёные объединили результаты рентгенологических исследований и некоторые персональные характеристики из амбулаторных карт пациентов фокус-группы:
- возраст,
- пол,
- этническая принадлежность,
- индекс массы тела (ИМТ).
Объективность модели проверяли методом отображением окклюзии и автоэнкодером. Учёные вычислили два показателя точности диагноза: центральное ожирение и ослабление рёбер и ключиц. Именно наличие центрального медиастинального ожирения, которое выявляют при рентгенографии, позволяет модели прогнозировать диабет второго типа у людей с нормальным ИМТ. Плотность и толщина костей — дополнительные признаки при диагностике.
Метки для обучения визуализации основаны на кодах иерархической категории состояний — Hierarchical Condition Category (HCC), для шести классов заболеваний:
- диабет второго типа,
- застойная сердечная недостаточность,
- сердечные аритмии,
- патологическое ожирение,
- хроническая обструктивная болезнь лёгких,
- сосудистые заболевания.
В качестве целевой функции для классов НСС использовали бинарную кросс-энтропию, а для других классов, таких как возраст и ИМТ — среднеквадратическую ошибку.
Пациентам, у которых новая модель предвидит диабет второго типа, будет рекомендовано направление на дополнительные исследования и наблюдение специалистов. Исследование касается огромного числа людей, ведь количество больных диабетом увеличивается с каждым годом. Международная диабетическая федерация в 2015 году опубликовала данные о 415 миллионах больных диабетом в мире. Приблизительно половина этих людей не знали о диагнозе, хотя болезнь развивается не моментально. Преддиабет — промежуточное состояние между нормой и сахарным диабетом длится в течение 9-12 лет и опасен возникновением осложнений, таких как:
- микрососудистые нарушения,
- болезни почек и сердца,
- инсульт.
Коррекция образа жизни и профилактическое лечение помогут миллионам больных сахарным диабетом снизить риск осложнений. Доступность и низкая стоимость рентгенографии предполагают широкое использование технологии в будущем. К тому же все необходимые для исследования материалы хранятся в амбулаторных картах пациентов, что упростит и ускорит диагностику.
