Система ИИ может быстро и точно сопоставлять рентгеновские изображения с трехмерными сканированными изображениями

Ученые Массачусетского технологического института и других организаций разработали систему искусственного интеллекта xvr, которая может быстро и точно сопоставлять интраоперационные двумерные рентгеновские изображения с предоперационными трехмерными КТ или МРТ. Система адаптируется под конкретного пациента, за секунды выполняет совмещение и определяет положение хирургических инструментов с сублимиллиметровой точностью; результаты опубликованы в журнале Nature.

При ангиопластике и других минимально инвазивных операциях врач вводит инструменты через небольшой разрез и наблюдает за ходом по рентгеновским изображениям в реальном времени, но по двумерной картинке трудно точно определить положение и ориентацию инструмента в теле. Существующие ИИ-инструменты для упрощения ручного совмещения работают нестабильно у разных пациентов. xvr не создает универсальную модель, а настраивается индивидуально: использует предоперационные КТ/МРТ пациента, чтобы с учетом физики рентгеновской визуализации генерировать около 1000 симулированных рентгеновских изображений в секунду; в отличие от генеративного ИИ данные не выдумываются, а основаны на КТ/МРТ пациента, поэтому нет «галлюцинаций». Чтобы не обучать модель с нуля 12 часов, исследователи предварительно обучили базовую ИИ-модель на трехмерных сканах более 2000 пациентов; для нового пациента адаптация занимает около 5 минут, после чего совмещение происходит за секунды.

В тестах на реальных данных из 5 больниц, включая взрослых и детей и десятки костных и органных систем, xvr превзошел существующие ИИ-методы по точности и стабильности, а скорость достаточна для экстренных операций. В клинике быстрая регистрация поможет точнее определять положение катетеров, эндоскопов и других инструментов, снижая риск повреждения окружающих тканей; технология также может применяться для навигации хирургических роботов.