Разработка ученых ЛЭТИ позволит повысить эффективность испытаний лекарств от фиброза легких

Разработка ученых ЛЭТИ позволит повысить эффективность испытаний лекарств от фиброза легких

Новое приложение ускорит доклинические исследования потенциальных лекарственных препаратов, останавливающих развитие фиброза легких, при помощи алгоритмов искусственного интеллекта.

04.06.2022 1044

Фиброз является патологическим разрастанием соединительной ткани в различных органах человека, которое обычно возникает в результате хронических воспалений и заболеваний. Такое замещение ткани приводит к постепенной утрате и дисфункции пораженного органа. При этом пока не существует способа полностью вылечить фиброз, а действующие в медицине методы и препараты для терапии могут только затормозить этот процесс.

Одним из наиболее опасных является легочный фиброз, который характеризуется разрастанием соединительной ткани в сосудах. Он приводит к постепенному снижению дыхательной функции вплоть до критического для здоровья человека уровня. Поэтому научные группы по всему миру ведут разработки новых препаратов для терапии фиброза легких.

«Доклинические исследования препаратов от фиброза проводятся на грызунах: ученые делают микрофотографии легочной артерии в разрезе, чтобы изучить как на них повлияло потенциальное лекарственное соединение. Поскольку это очень долгая и напряженная аналитическая работа с большим объемом информации, медики попросили нас разработать программное обеспечение для автоматической оценки развития и распространения фиброза в тканях легких», – рассказывает студентка 4 курса факультета радиотехники и телекоммуникаций СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ксения Санарова.

Принцип работы приложения основан на обработке электронных микрофотографий легочных тканей с фиброзом, которые представлены в виде цветовой пиксельной сетки. Каждый пиксель несет в себе информацию о состоянии ткани (красный цвет – норма, синий – патология). Программа при помощи алгоритмов искусственного интеллекта автоматически может локализовать области с фиброзом, а также определить соотношение больной и здоровой ткани. 

При проведении исследования ученые ЛЭТИ использовали 90 микрофотографий подопытных грызунов. Изображения были предоставлены сотрудниками НИЛ патологии малого круга кровообращения института экспериментальной медицины НМИЦ им. В.А. Алмазова Андреем Александровичем Карповым и Леонидом Алексеевичем Шиленко под руководством профессора РАН Михаила Михайловича Галагудзы.

«Приложение оперирует численными данными, то есть помогает медикам объективно, а не «на глаз» оценивать действия препаратов на конкретные участки образцов ткани. Также благодаря алгоритмам искусственного интеллекта, нам не только удалось повысить скорость обработки информации, но и точность проведения доклинических испытаний, от которых в конечном счете зависит эффективность работы исследователей».

Студентка 4 курса факультета радиотехники и телекоммуникаций СПбГЭТУ «ЛЭТИ» добавляет Ксения Санарова

Исследование является частью большой научной работы сотрудников кафедры радиотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» по созданию и внедрению медицинских приложений. Например, ранее ученые разработали программное обеспечение, которое помогает выявлять патологии поджелудочной железы по КТ-изображениям с помощью алгоритмов искусственного интеллекта.