На начальном этапе развития диагностировать болезнь Альцгеймера можно только с помощью МРТ. Используя данные медицинских исследований пациентов, ученые Пермского Политеха обучили нейросеть выявлять это заболевание. Полученные результаты, которые лягут в основу программного обеспечения системы диагностики болезни Альцгеймера, описаны в статье, опубликованной в журнале «Algorithms».
По данным ВОЗ, 60-70% всех выявленных случаев деменции вызвано болезнью Альцгеймера. В мире наблюдается неуклонный рост число пациентов с этим заболеванием. На ранних стадиях его симптомы малозаметны, поэтому особый интерес для медицины представляет диагностирование болезни по физиологическим процессам в головном мозге. Для эффективного выявления патологии ученые Пермского Политеха предложили применять методы обработки данных и выбора структуры нейросети.
Искусственные нейросети активно используются в медицинских исследованиях, но существует проблема ограниченности данных, во многом связанная с этикой: пациенты или их законные представители должны дать согласие на использование их медицинских данных для научных целей и публикации. Например, на сбор данных о 81 пациенте, 59 из которых имели подтвержденный диагноз «болезнь Альцгеймера», ушло 5 лет. Именно на таком ограниченном наборе данных проводилось обучение нейросети для выявления заболевания по значениям магнитной восприимчивости вен головного мозга, которые определялись с помощью МРТ.
Решить проблему ограниченности данных ученые предложили, используя механизм комплексного оценивания, известный также как «корень принятия решений». Значение разработанного подхода заключается в сокращении времени на поиск оптимальной нейросети для анализа ограниченного набора данных. С помощью методов идентификации корней принятия решений авторам разработки удалось получить структуру нейросетевой модели, которая способна с высокой точностью диагностировать болезнь.
Сейчас в открытом доступе нет специализированных программных продуктов, позволяющих пользователю без навыков программирования задать неполносвязную структуру нейросети. Авторы новой работы намерены создать компьютерную программу, доступную онлайн для всех.