Срочные новости раздела
Представлен первый в своём роде датасет ультразвуковых исследований артерий

Представлен первый в своём роде датасет ультразвуковых исследований артерий

Исследователи Сколтеха и их коллеги из ВШЭ и Йоркского университета в Канаде представили обширный датасет показателей, полученных из ультразвуковых снимков трёх основных артерий, снабжающих кровью мозг. В выборке — 821 участник, большинство из которых — ученики обычных школ. Это придаёт датасету особую ценность, поскольку ранее в основном исследовались или другие возрастные группы, или дети с разного рода диагнозами. Научный коллектив считает, что новые данные пригодятся как врачам — в качестве ориентира для справки, так и исследователям детского развития и др. Сами же авторы продемонстрировали, что по этим данным можно делать осмысленные прогнозы, обучив модель машинного обучения определять возраст ребёнка на основании показателей УЗИ.

 Чёрными точками отмечены участки на средней мозговой, внутренней сонной и позвоночной артериях, где проводилось ультразвуковое исследование. Измерения сделаны симметрично в обоих полушариях. Из данных УЗИ выводится диаметр артерии и локальная скорость кровотока — эти две основные величины и используются в дальнейших расчётах. © Marie Arsalidou et al./PLOS On, 2022

Ультразвуковое исследование — сравнительно недорогая медицинская процедура на стандартном оборудовании. Она широко применяется, например, при ведении беременности, но УЗИ артерий кровоснабжения мозга — довольно редкая диагностика, которую не проводят без специфических медицинских показаний, тем более в детском возрасте.

«УЗИ чаще делают во взрослом и пожилом возрасте, а те исследования детей, что есть, в основном касаются пациентов с нарушениями развития нервной системы. Наша же работа рассматривает фундаментальные вопросы различий между возрастными группами, гендерами, двумя полушариями и разными артериями. Если говорить конкретнее, мы смотрим с ракурса нейропсихического развития детей, которое в конечном счёте может быть связано с успешностью их деятельности, например с оценками в школе», — прокомментировала результаты исследования его первый автор, доцент НИУ ВШЭ и адъюнкт-профессор Йоркского университета Мари Арсалиду.

Данные упорядочены разбивкой по возрастным группам и гендерам и могут использоваться исследователями и врачами как ориентир, задающий если не нормативные показатели здорового ребёнка, то по крайней мере типичные показатели среднестатистического школьника соответствующего возраста. Кроме того, в перспективе наличие нового датасета может поспособствовать появлению продвинутых систем поддержки принятия решений на основе искусственного интеллекта, которые помогут медикам.

В качестве подтверждения, что по данным УЗИ действительно можно делать осмысленные предсказания, коллектив разработал и обучил модель, которая способна весьма точно определять возраст ребенка на основании извлечённых из его ультрасонограммы показателей: скорости кровотока и диаметра сосудов. В будущем исследователи попытаются подобным образом предсказывать более тонкие параметры, связанные, в частности, с когнитивными способностями детей.

Старший научный сотрудник Максим Шараев, который руководил командой из Сколтеха, добавил: «Ещё одно направление, которое открывается с появлением новых данных, — это интерпретация предсказаний моделей. Если говорить о нашей модели предсказания возраста, мы видим, что показатели мальчиков и девочек очень похожи, а различия касаются в первую очередь полушарий мозга. Причём в некоторых возрастных группах эти различия ещё более ярко выражены, и мы в связи с этим наметили ориентиры для новых исследований в области биологии развития».

Модели машинного обучения, на которых в исследовании испытывали датасет, не просто показывают, что датасет годится для предсказаний, — можно также отследить, какие именно аспекты данных играют решающую роль в том или ином случае. «Мы можем посмотреть, какие признаки сделали наибольший вклад в предсказание модели и поискать среди них биомаркеры. Это такие показатели, которые в случае успешной проверки на других данных можно использовать как непосредственный индикатор состояния организма, в том числе наличия патологии. Биомаркеры нужны врачам для принятия решений и учёным для создания ещё более эффективных моделей», — заключил Шараев.

Авторы исследования выражают свою признательность за финансирование, полученное Мари Арсалиду по гранту № 17-18-01047 Российского научного фонда, а также предоставленное Аналитическим центром при Правительстве РФ для покрытия части работы над моделями машинного обучения в рамках соглашения о субсидировании 000000D730321P5Q0002, гранта № 70-2021-00145 от 2 ноября 2021 года.

Статья опубликованной в журнале PLOS One   Источник: skoltech.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Исследование ученых из Университета Западного Онтарио показало, что в период зимней спячки колорадские жуки разрушают митохондрии в собственных мышцах, а пробуждаясь, вновь их восстанавливают.
подробнее...

Палеогенетики прочитали самый старый геном домашней лошади из Америки. Им удалось отсеквенировать ДНК из зуба, найденного в испанском городе раннего колониального периода на Гаити. Ученые подтвердили
подробнее...

Группа ученых из Кольского научного центра РАН и Санкт-Петербургского государственного университета открыла новый минерал в якутском месторождении Кестёр в Верхоянском крае, который может стать
подробнее...

Окаменелости плезиозавров, найденные в древнем русле реки в пустыне Сахара позволяют предположить, что некоторые вымершие виды, которые традиционно считались морскими существами, могли обитать и в
подробнее...

Команда исследователей из Сколтеха и Томского политехнического университета применила уникальную технологию, используемую в аэрокосмической промышленности, для синтеза карбида гафния-тантала —
подробнее...

Палеонтолог Ромен Давид (Romain David) из Музея естественной истории в Лондоне выдвинул гипотезу, согласно которой относительный размер полукружных каналов во внутреннем ухе позвоночных зависит от их
подробнее...

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая доказали возможность генерации магнитного поля в диэлектриках с низким показателем преломления. К ним относятся стекло,
подробнее...

Китайские физики экспериментально поиграли в квантовую игру Мермина — Переса с помощью гиперзапутанных фотонов. Эта игра представляет собой пример квантовой псевдотелепатии, то есть игры, в которой
подробнее...

Исследователи из Франции разработали инновационного «наноробота» полностью из молекул ДНК. Он поможет тщательнее изучить на микроскопическом уровне механизмы, которые имеют решающее значение для
подробнее...

Израильские физики построили теорию взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла. Так называют однородный материал, чья диэлектрическая проницаемость периодически меняется
подробнее...

Когда некоторые из магнитных материалов охлаждаются ниже какой-то определенной температуры, происходит нечто интересное. Направления вращения электронов атомов как бы «замораживаются», они застывают,
подробнее...

Согласно теории, далекие транснептуновые объекты ― естественный результат долговременной эволюции Солнечной системы, включающей мигрирующие планеты-гиганты и самогравитирующий планетезимальный диск.
подробнее...

Группа исследователей из Германии и США использует бактериальный биосинтез для производства антибиотика, содержащего фтор, сообщает пресс-служба Франкфуртского университета имени Иоганна Вольфганга
подробнее...

Сотрудники Зоологического музея МГУ и Института биологии развития РАН описали два новых вида голожаберных моллюсков — особой группы морских животных, не имеющих раковины. Один из них назвали в честь
подробнее...

Палеонтолог проанализировал большую выборку черепов динозавров и их родственников и обнаружил, что у большинства видов глазницы были округлыми, но крупные хищники, такие как тираннозавр и аллозавр,
подробнее...

Согласно новому исследованию ученых из Института поведения животных Общества Макса Планка (MPI-AB), Университета Констанца и Университета Эксетера, мигрирующие насекомые способны сохранять идеально
подробнее...

Группа исследователей, в которую вошли ученые из СПбГУ, НМХЦ имени Н. И. Пирогова, Университета Иннополис, БФУ имени Иммануила Канта и сотрудники научно-производственной компании «Иммерсмед», создала
подробнее...

Исследователи из Сколтеха, Исландского университета и Саутгемптонского университета показали, как формируется ранее не наблюдавшийся объект из области квантовой физики, представляющий собой кластер
подробнее...