Компьютер научили диагностировать воспаления кишечника
Специалисты санкт-петербургского Университета ИТМО стали победителями международных соревнований Metagenomics Diagnosis for IBD Challenge (MEDIC) с проектом компьютерной диагностики воспалительных заболеваний кишечника.
Авторами разработки стали студент Университета ИТМО Артем Иванов и его научный руководитель Владимир Ульянцев, глава Международной лаборатории «Компьютерные технологии», которые создали алгоритм, позволяющий с высокой точностью анализировать микроорганизмы, обитающие в пищеварительном тракте человека, чтобы определить наличие у пациента язвенного колита и болезни Крона.
«Задача диагностирования этих заболеваний очень острая. Пока в ходе участия в MEDIC мы выделили метагеномные признаки, по которым можно диагностировать заболевание. Теперь интересно понять, как и почему они связаны с развитием болезни. Как с любым медицинским исследованием: машинное обучение — это хорошо, но если мы дальше идем к какому-то врачу, нужно объяснить, а что у нашего чёрного ящика внутри ― он не может слепо верить какой-то модели», — пояснил Артем Иванов.
В рамках конкурса MEDIC российские учёные сначала обучили компьютерный алгоритм на основе предоставленных организаторами проекта размеченных данных микробиотного исследования 150 пациентов, а затем специалистам предстояло самостоятельно выделить в метагеномах (коротких последовательностях ДНК микробиоты) пациентов, о которых никаких других данных не было, данные, которые помогли бы диагностировать воспаления кишечника. Для решения этой задачи биоинформатики ИТМО использовали собственную программу Metafast, обучив классификатор с помощью методов машинного обучения.