Ученые разрабатывают платформу искусственного интеллекта для оценки аномалий кровеносных сосудов и заболеваний глаз

Международная группа ученых из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore), Университета Брауна и Массачусетского технологического института (MIT) разработала платформу искусственного интеллекта (AI), которую однажды можно будет использовать в системе для оценки сосудистых заболеваний, для которых характерно аномальное состояние сосудов.

AI с питанием от платформы комбинатов машинного обучения и специально разработанный микрофлюидный чип с анализом 2D видеоизображений кровотока и применением физических законов, чтобы сделать вывод , как кровь течет в 3D. В ходе испытаний он точно предсказал характеристики кровотока, такие как скорость, давление и напряжение сдвига, которое представляет собой напряжение, оказываемое потоком крови на стенку сосуда.

Способность точно определять эти характеристики может быть важной поддержкой для клиницистов в обнаружении и отслеживании прогрессирования сосудистых заболеваний, поскольку аномалии, которые платформа может обнаружить (например, резкое изменение скорости или напряжение сдвига кровотока), могут указывать на наличие или прогрессирование сосудистого заболевания.

Платформа и результаты ее проверки концепции, сделанные исследовательской группой во главе с президентом НТУ и выдающимся профессором университета Субра Суреш, коричневым профессором Джорджем Эм Карниадакисом, а также главным научным сотрудником Массачусетского технологического института и приглашенным профессором НТУ Мин Дао, опубликованы в Proceedings of the National Академия наук 22 марта.

Чтобы проверить платформу, ученые протестировали ее на смоделированных микроаневризмах глаза, используя микрожидкостный чип, который меньше ногтя. Микроаневризмы — это выпуклости в кровеносных сосудах на микроуровне глаза пациента, страдающего диабетом, и являются самыми ранними признаками диабетической ретинопатии, ведущей глобальной причины потери зрения и потери зрения у работающих взрослых с диабетом.

Когда платформе AI были предоставлены изображения кровотока в устройстве, моделирующем микроаневризмы, она успешно предсказала характеристики кровообращения в нем.

Платформа искусственного интеллекта и микроаневризма на чипе однажды могут помочь практикующим врачам отслеживать прогрессирование сосудистых заболеваний у людей и могут быть особенно полезны при заболеваниях мельчайших кровеносных сосудов тела.

Профессор Субра Суреш, старший автор исследования, сказал: «В настоящее время для измерения механики кровотока в мельчайших кровеносных сосудах требуется сложное оборудование и обученный персонал. Наша технология искусственного интеллекта объединяет изображения, экспериментальные данные и основную физику, обеспечивая микроциркуляцию кровотока. чтобы их можно было легко и точно проанализировать для оценки повреждения сосудов и состояния заболевания. С помощью этой платформы мы теперь можем получить важную механическую информацию и понимание механизмов развития болезни, которые раньше было очень сложно извлечь ».

Хотя платформа была разработана для мониторинга микроаневризмы, ее можно адаптировать для мониторинга других заболеваний поврежденных кровеносных сосудов, говорят ученые.