В НИЯУ МИФИ разработан алгоритм на основе искусственного интеллекта, способный моделировать распространения электрических сигналов в сердечных тканях при фибрилляции предсердий (мерцательной аритмии). Автор разработки — заместитель директора Института интеллектуальных кибернетических систем (ИИКС) по науке НИЯУ МИФИ Александр Золотарев. По сути, речь идет о создании «цифрового двойника» сердца, который поможет врачам выбирать оптимальную тактику лечения для каждого пациента.
Проблема мерцательной аритмии — самого частого нарушения сердечного ритма — в том, что сигналы возбуждения в сердце начинают идти не как ровная фронтальная волна, а создают хаотичные вихри. Врач видит это на видео с катетеров, но определить истинный источник патологии бывает сложно.
«Мы не даем готовых рекомендаций вместо врача. Это система поддержки принятия решения, — объясняет Александр Золотарев в интервью пресс-службе МИФИ. — Мы подсвечиваем те области, на которые врач сам должен обратить внимание».
«Мы хотим сделать цифровой двойник сердца, — ставит задачу ученый. — Сначала анатомический — фиксирующий форму предсердия и распределение фиброза. Затем физиологический — моделирующий динамику сигнала».
Эти работы позволят улучшить существующие подходы по хирургическому лечению фибрилляции. Когда к хирургу приходит новый пациент, то на операционном столе в сердце пациента вводятся определённые катетеры, которые считывают электрический сигнал с внутренней поверхности сердца. И по тому, как распространяется сигнал, врач видит картинку либо видео, как именно происходит распространение волны возбуждения. И на основании этого он делает вывод, что вот тут, наверное, патологическая область, и нужно там применить оперативное вмешательство. Цифровой двойник позволяет рассчитать математически, как именно идет распространение фронта возбуждения у этого пациента по индивидуальным признакам, таким как геометрия предсердий или фиброзная ткань, а также показать, как оно изменится при определенной операции и будет ли такая операция эффективна. Это позволит сократить время операции, сделать хирургию более персонализированной.
На данный момент существует пробная версия алгоритма, опубликован ряд научных статей. Однако до полноценного клинического продукта еще предстоит пройти путь.
Подобные разработки уже есть в США (одна из компаний проводит клинические испытания), и команда МИФИ нацелена повторить этот успех. Ближайшие планы — создать в университете «точку притяжения» для специалистов по ИИ и выиграть грант на исследования.