Суперкомпьтер помогает разрабатывать алгоритмы для проектирования нейросетей, которые будут обнаруживать рак

Суперкомпьютер Summit Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL), самый быстрый в мире, используется для разработки алгоритмов, которые могут помочь исследователям автоматически проектировать нейронные сети для исследований рака. Это позволит врачам быстрее распознавать характер опухолей.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, к 2025 году число диагностированных новых случаев рака достигнет 21,5 млн в год (сегодня — 18 млн). Сотрудники Ок-Риджской национальной лаборатории и Университета штата Нью-Йорк в Стони Брук считают, что это означает, что врачам придется исследовать около 200 миллионов анализов в год.

Нейронные сети могут помочь облегчить их нагрузки, чтобы врачи могли больше сосредоточиться на уходе за пациентами. Было проведено несколько исследований, описывающих, как можно обучить модели компьютерного зрения диагностировать раковые клетки на снимках. Тем не менее, как пишет The Register, их создание и обучение требует много времени и денег.

Однако команда из ORNL разработала программное обеспечение под названием MENDLL, написанное на Python и способное создавать новые модели нейросетей, которые будут проверять снимки опухолей. Согласно статье, опубликованной на arXiv, миллионы новых моделей могут быть сгенерированы в течение нескольких часов, прежде чем будет выбрана лучшая.

«Конечным результатом является сверхточная нейронная архитектура, которая может искать семь различных типов рака на снимке патологии», — сообщил в комментарии The Register один из авторов программы и исследователь в ORNL Робет Паттон.

Для обучения программы были использованы 86 тысяч снимков, классифицированных вручную. На 64 381 снимке были изображены доброкачественные клетки, на 21 773 — раковые. Всего на снимках запечатлены семь различных типов рака — молочной железы, толстой кишки, легких, поджелудочной железы, предстательной железы, кожи и костей. Лучшая из моделей нейросетей, созданных MENDLL, показала результат в 0,839 балла точности, где 1 балл — идеальный вариант, и могла обрабатывать 7033 снимка в секунду. Для сравнения, разработанная вручную сверхточная нейронная сеть, известная как Inception, немного более точна при 0,899 балла, но может анализировать только 433 снимка в секунду.

Тем временем, в России ученые Сеченовского университета разработали новую программу, работающую на основе искусственного интеллекта, которая позволит быстро проверять анализы крови сразу на 14 биомаркеров и выявить онкозаболевание. На сегодня в стране такая диагностика не используется. Сейчас пациент должен проходить длительные комплексные обследования, а анализы на онкомаркеры назначаются уже после того, как подозрение на рак подтвердилось. Новая методика позволит выявить тех пациентов, у которых есть подозрение, и отправить их на дополнительные анализы.

Для обучения ИИ в базу были загружены данные 600 пациентов. Программа получила название «ОнкоПро». После проведения исследования сотрудники университета подали четыре заявки на патент. На сегодня запатентованы методики диагностики рака легких и толстого кишечника.

habr.com