С 26 по 28 октября в Шанхае прошел 17-ый международный конгресс CISP-BMEI 2024, который объединил ученых со всего мира вокруг актуальных вопросов обработки изображений и сигналов, биомедицинской инженерии и информатике. Наш университет представили заведующий лабораторией биожидкостей ПНИПУ, профессор кафедры ВММБ, доктор физико-математических наук Алексей Кучумов и младший научный сотрудник лаборатории биожидкостей, аспирант кафедры ВММБ Никита Пиль.
Конгресс дал возможность политехникам представить перед мировым академическим сообществом результаты передовых исследований и разработок в области биомедицинской визуализации, обработки и анализа сигналов, инженерной реабилитации, биоинформатики, нанотехнологий и других направлений.
Алексей Кучумов в своем докладе презентовал новый подход к определению механических свойств аортального клапана сердца на основе данных медицинской визуализации. По словам исследователя, сегодня нет стандартных способов изучения мягких тканей: эксперименты с нативными образцами клапанов ограничены, а их свойства различаются у разных пациентов. Поэтому важно найти неинвазивный метод анализа механических свойств створок, который позволит изучить его особенности без непосредственного вмешательства.
— В нашей работе мы использовали видеоанализ медицинских изображений эхокардиографии (УЗИ сердца), применив методы машинного обучения для автоматического распознавания створок аортального клапана на кадрах видео. Затем мы отметили контрольные точки на створках и отследили их перемещения в различные фазы сердечного цикла, — пояснил Алексей Кучумов.
Данные траектории движения были переданы в математическую модель, где параметры материала подбирались так, чтобы результаты моделирования максимально соответствовали данным УЗИ. По мнению ученых ПНИПУ, такой подход обеспечивает более точную и персонализированную оценку механических свойств аортального клапана и может способствовать улучшению диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
— Мой доклад был посвящен методике создания геометрических моделей аортального клапана. Мы стремимся понять, как его форма и размер влияют на кровоток и физиологические показатели. Обычно для достижения этой цели используют данные медицинской визуализации, но это непросто, так как клапанные створки очень тонкие, а количество доступных данных ограничено. Мы же пошли другим путем: создаем «синтетические» модели клапана, где можно управлять формой и размерами при помощи набора параметров. Такой подход позволит генерировать множество его геометрических конфигураций и использовать их для компьютерных симуляций, — рассказал Никита Пиль.
Ученый также отметил, что в будущем планируется применять возможности искусственного интеллекта для прогнозирования ключевых характеристик кровотока по большим массивам данных. Предложенная методика облегчит формирование обширных тренировочных наборов данных для машинного обучения и, в конечном счете, поможет лучше понять функционирование аортального клапана и позволит разрабатывать более эффективные подходы к лечению связанных с ним патологий.
По словам Алексея Кучумова и Никиты Пиля, участие в конференции международного уровня позволило обменяться опытом и знаниями с коллегами, а также установить деловые контакты для дальнейшего сотрудничества. Так, по окончании секционных заседаний политехники получили приглашение посетить лабораторию многомерной обработки информации (Shanghai Key Laboratory of Multidimensional Information Processing) при Восточно-Китайском Университете (Шанхай), где исследователи обсудили возможности реализации совместных проектов.