Собачье сердце: молодой учёный из Калуги совершенствует диагностику животных с помощью ИИ
В Калуге разработали приложение с искусственным интеллектом для быстрого измерения сердца у собак и кошек по рентгену. Программа ставит диагноз за секунды и получила два патента.
Уникальные исследования в области ветеринарной диагностики проводит коллектив молодых учёных на базе РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. В его составе — старший преподаватель кафедры ветеринарии и физиологии животных Калужского филиала Юлия Шмаренкова.
Минус человеческий фактор
Сейчас Юлия трудится над кандидатской диссертацией. В своей работе исследователь доказывает пользу искусственного интеллекта при обработке рентгеновских снимков сердца у собак и кошек. Полученные перспективные результаты помогут ветеринарам быстрее и точнее выявлять кардиопатологии на ранних стадиях развития у животных.
Мы побывали в Калужской сельхозакадемии и встретились с Юлией. Она пояснила, что в основе исследований лежит методика определения кардиовертебрального индекса. Это соотношение размера сердца с длиной тела позвонков.
— Для этого сначала делается рентгеновский снимок грудной клетки в правой проекции. Как и у людей, у собак и кошек «моторчик» находится посередине, но смещён влево. На снимке получается силуэт сердца. Ветеринарный врач измеряет его двумя линиями, в самой широкой и узкой частях. Затем эти же линии откладываются от 4-го грудного позвонка. Далее смотрят, сколько позвонков они занимают.
Для кошек и различных пород собак есть уже посчитанные нормативы. Сравнение с ними показателя индекса помогает ветеринарам узнать, увеличено сердце или нет.
Юлия Шмаренкова заинтересовалась возможностью оптимизировать с помощью ИИ этот достаточно рутинный процесс, занимающий порой большую часть рабочего времени рентгенолога. Для этого совместно с учёными Московской кафедры статистики и кибернетики было разработано дескстопное приложение для автоматизации расчёта кардиовертебрального индекса на основе рентгенограмм. Составили программу, в которую загружается снимок грудной клетки, ИИ выдаёт готовую цифру индекса. По времени исследование сокращается в десятки раз. К примеру, если диагност со стажем сделает эту работу за три минуты, то ИИ достаточно нескольких секунд.
При этом ИИ позволяет исключить человеческий фактор и субъективизм при трактовке результатов рентгенографии.
— По-хорошему, животным, так же как и людям, нужно регулярно, в профилактических целях, проходить обследования, — замечает моя собеседница. — После шести лет им желательно раз в год делать рентген с определением кардиовертебрального индекса. Есть так называемые породные риски, связанные с болезнями сердца, у мейнкунов и британских кошек, а для собак – у доберманов и пород с короткой формой черепа.
Пока что собачью «диспансеризацию» в Калуге проходят редко. Чаще всего рентгенографию сердца у животного делают, если появляются неприятные симптомы вроде одышки и кашля. С внедрением в практику ИИ доступность рентгенографии возрастёт, и в перспективе она может стать частью ежегодного профилактического обследования домашних питомцев – почему бы и нет?
В ходе проведения вышеупомянутых исследований было зарегистрировано два патента: на создание базы рентгенологических снимков и на программу, которая считает кардиоиндекс.
— В дальнейшем врач сможет находить в картотеке и подгружать снимки, индексы и сравнивать с последними показателями. Если есть тенденция на уменьшение индекса или его значение на том же уровне – лечение работает.
Один из этапов исследования — определение кардиоиндекса для отдельных пород животных. Ещё нет данных по акита-ину, бордер-колли, японскому шпицу. Сейчас идёт подсчёт индексов для них.
Пробежать марафон
Юлии Шмаренковой — 31 год, она выпускница Калужского филиала Тимирязевской сельхозакадемии. До высшей школы успела поработать ветеринарным врачом кинологического подразделения в полиции, делала УЗИ и рентген в частных клиниках. В академию на должность преподавателя пришла пять лет назад. С детства мечтала быть ветеринаром. Помнит, как спасала от пироплазмоза свою первую собаку Дану, и с тех пор заинтересовалась лечением болезней животных.
Сейчас у неё живут два мейн-куна, кошка и кот. Выбор породы, скорее всего, не только из любви к крупным пушистикам. Она очень хочет собаку, но места в квартире маловато, да и времени на выгул тоже. Для себя постановила, что, когда удастся решить эти вопросы, так сразу заведёт щенка.
Над кандидатской молодой учёный трудится около двух лет, весной планируется предзащита. И уже есть планы продолжить исследования в области ИИ-диагностики и распространить их на другие виды обследований.
По словам Юлии, научная работа занимает много времени, но всё же она старается уделить внимание своим увлечениям. Одно из них – бег. Когда-то занималась лёгкой атлетикой и имеет спортивный разряд. Сейчас поставила себе цель – пробежать марафон, для этого регулярно тренируется и поддерживает форму.
Также ей нравится изучать языки и культуры. Уже освоила на хорошем уровне английский, сейчас с помощью онлайн-программ учится китайскому. Надеется когда-нибудь посетить Поднебесную, а также помочь родной академии в налаживании сотрудничества, первые ласточки которого уже есть. Недавно приложение московско-калужской научной группы было представлено на II Саньяской выставке российских научных достижений в области биологии, которая прошла в китайской провинции Хайнань.