Выпускница факультета ПММ ВГУ, кандидат технических наук Мария Демченко разработала систему поддержки принятия решений, которая позволяет назначать и корректировать лечение пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. При этом учитывается динамика лечения и выздоровления пациента.
Разработка Марии Демченко стала результатом её кандидатской диссертации, защита которой состоялась в сентябре прошлого года в Нижнем Новгороде. Научный руководитель – доктор технических наук, профессор кафедры математических методов исследования операций факультета ПММ ВГУ Ирина Каширина. Сегодня Мария Демченко – специалист по машинному обучению компании ITentika.
Система основана на методах машинного обучения и обучения с подкреплением.
– Предполагается наличие модели, представляющей собой «агента», который взаимодействует с окружающей средой «методом проб и ошибок». С помощью своих действий и обратной связи – вознаграждений за поступки – агент учится понимать, какие его стратегии являются выигрышными, а какие могут привести к неблагоприятному исходу, – рассказывает Мария Демченко.
В итоге для каждого состояния окружающей среды разрабатываются оптимальные стратегии. Для пациента, в зависимости от его физического состояния, это будет наилучшим вариантом лечения.
Мария Демченко отмечает, что для стабильной работы системы возможны дополнительные доработки:
– Они, в основном, относятся к тому, чтобы внедрить в систему специализированные медицинские справочники и правила, провести валидацию на уровне медицинских экспертов, разработать алгоритмы обработки уникальных медицинских случаев и так далее.
Апробация системы проводилась на данных пациентов международной деперсонифицированной базы MIMIC III. База в открытом доступе и содержит обезличенную информацию, связанную со здоровьем более 40 000 пациентов, находившихся в отделениях интенсивной терапии медицинского центра Бет Исраэль Дьяконесс (учебная больница Гарвардской медицинской школы в Бостоне) с 2001 по 2012 год. База данных включает такую информацию, как демографические данные, измерения показателей жизнедеятельности пациента, результаты лабораторных исследований, назначаемые процедуры, лекарства, заметки лиц, осуществляющих уход, отчёты о визуализации, смертность (в больнице и вне её). Все пациенты были с диагностированным атеросклерозом.
Вычислительный эксперимент показал, что если бы система, разработанная Марией Демченко, применялась на практике для этих пациентов, то большинству из них удалось бы назначить и более эффективное лечение. Это позволило бы снизить срок пребывания пациентов в больнице. По сравнению с известными стратегиями лечения, назначаемыми врачами, метод, предложенный системой Марии Демченко, намного продуктивнее. Поэтому уже в ближайшее время он может применяться в практической медицине.
