Точність 99%: ШІ навчили виявляти хворобу Паркінсона за допомогою малюнків
Традиційно рання діагностика цього небезпечного неврологічного розладу залишається надзвичайно складною задачею через відсутність легкодоступних біомаркерів, тому лікарі переважно покладаються на тривалі клінічні оцінювання. Однак новітній експеримент із залученням смарт-ручки та нейромереж може кардинально змінити підхід до виявлення недуги на ранніх стадіях.
Про це пише ScienceAlert.
Як проходив експеримент із малюванням
В основу інноваційного дослідження, яким керував комп’ютерний фахівець Ішан Аюс з Університету Siksha 'O' Anusandhan, лягли медичні дані попереднього бразильського тестування. У цьому науковому зборі інформації взяли участь шістдесят шість осіб, серед яких тридцять один пацієнт мав підтверджену хворобу Паркінсона, а тридцять п’ять належали до здорової контрольної групи.
Під час проходження тестів учасникам давали спеціальне завдання намалювати дві конкретні форми: класичні спіралі та меандри, які складаються з кутуватих безперервних ліній. На опублікованих фотографіях результатів чітко видно разючу різницю між плавними, точними лініями здорових людей та тремтячими, нерівними контурами, які залишають на папері пацієнти з неврологічними порушеннями.
Головною особливістю цього експерименту стало використання біометричної смарт-ручки, яка не просто фіксувала візуальний результат на папері. Цей розумний пристрій одночасно записував приховані сигнали руху рук, збираючи безцінну інформацію про швидкість та силу натискання кожної окремої людини.
Аналіз даних та алгоритм SNAKE
Зібрані візуальні зображення та детальні показники датчиків розумної ручки науковці завантажили в серію різних систем глибокого машинного навчання для ретельного аналізу. Кожна з цих моделей оцінювала просторові нерівності в намальованих візерунках, а також вивчала найтонші відхилення в координації рук, які неможливо помітити неозброєним оком.
Після цього масив даних пройшов фінальну обробку за допомогою спеціального алгоритму під назвою SNAKE, який зважував оцінки різних моделей штучного інтелекту. Саме ця програма виносила остаточний вердикт щодо того, чи належить конкретний малюнок здоровій людині, чи пацієнту з прогресуючою хворобою Паркінсона.
Результати та перспективи технології
За словами дослідників, їхня багатомодальна установка значно перевершує всі інші системи штучного інтелекту, які експерти раніше використовували для виявлення цього захворювання. Новітній алгоритм зміг правильно ідентифікувати кутуваті візерунки меандрів з точністю 98,95 відсотка, а спіральні форми — з неймовірним показником 97,74 відсотка.
Такий приголомшливий успіх команда пояснює подвійним підходом, адже рукописні зображення демонструють візуальні спотворення від тремору, тоді як датчики ручки паралельно фіксують коливання швидкості та непослідовність сили натискання. Такий комплексний аналіз просто не залишає хворобі жодних шансів сховатися від комп’ютерного зору.
Водночас вчені чесно визнають, що їхня вибірка з шістдесяти шести осіб є надто маленькою, щоб ідеально відобразити всю клінічну різноманітність хвороби Паркінсона у великих популяціях. Тому наразі ці вражаючі висновки слід сприймати скоріше як доказ величезного потенціалу технології, а не як остаточне затвердження нового універсального протоколу лікування.
З усім тим розробники сподіваються, що після проведення масштабніших клінічних випробувань їхня система стане невіддільною частиною сучасної профілактичної медицини. Запропонована структура може стати недорогим, абсолютно неінвазивним та навіть дистанційно доступним інструментом, який допоможе лікарям миттєво ставити правильні діагнози та рятувати життя.
Почитати ще:
