Google рассказала, как ИИ помог новичкам в УЗИ определять срок беременности

ИИ-модель Google определила срок беременности по УЗИ, снятому медработниками без опыта ультразвуковых исследований, и ошиблась в среднем на 4,18 дня — не больше опытных специалистов с их 4,48 дня.

Почему это важно: модель впервые проверили вживую — в обычной работе клиник, с операторами-новичками, а в Найроби ещё и без всякой подстройки под местные данные. Раньше её проверяли только на заранее собранной базе, на которой она училась, — на тех пациентках из неё, которых модель при обучении не видела.

Повод: статья об исследовании вышла в журнале JAMA Network Open¹ 9 июля, а 21 октября Google Research разобрала её в своём блоге и рассказала, чему научилась за время работы в клиниках.

Общая картина: по оценке Всемирной организации здравоохранения, каждый год больше 250 000 человек умирают от осложнений беременности, которые можно было предотвратить. У двух третей людей в мире нет доступа к УЗИ и другой медицинской визуализации, а специалиста по УЗИ готовят годами.

Как это работает: медработник несколько раз проводит дешёвым портативным датчиком по животу по заданной схеме — не подстраивает движение под картинку и не ищет нужные срезы плода. Такой метод называют «слепыми» проходами. Модель разбирает запись прямо на мобильном устройстве и называет срок, а при обычном исследовании специалист сам находит несколько срезов плода, измеряет его, и срок высчитывают по формулам.

Детали: модель готовили к проверке так:

• Сначала её обучили на снимках 1 968 участниц из Северной Каролины и Замбии, сделанных датчиками Sonosite, GE и Butterfly Network.
• Затем дообучили на 120 участницах из Чикаго — около 6% прежнего объёма, — чтобы она освоила ручной датчик Clarius C3 и сроки больше 36 недель.
• Снимков из Найроби в обучении не было вовсе, поэтому кенийская часть стала полностью независимой проверкой.
• Многоплодные беременности, которые затрудняют измерения и людям, и программам, в проверку тоже вошли, но их разбирали отдельно от основной выборки, как дополнительный показатель.

В цифрах: итоговая проверка в медцентре Northwestern Medicine в Чикаго и клиниках Jacaranda Health² в Найроби охватила 385 женщин на сроке от 16 до 36 недель:

• Ошибку и модели, и специалистов считали относительно срока, который установили раньше по первому УЗИ.
• В Чикаго, где модель дообучали на местных снимках, её средняя ошибка составила 4,10 дня.
• В Найроби, где модель никак не подстраивали под местные данные, средняя ошибка составила 4,27 дня.

Когда плод был крупным для своего срока — вес выше 90-го процентиля³, — модель ошибалась меньше стандартных формул. Но это дополнительный показатель, а не основная цель проверки.

Но: это исследовательская система, а не продукт, и когда ею смогут пользоваться клиники, Google не говорит. В этой работе модель проверяли только на определении срока беременности.

В клиниках всплыли и бытовые вещи: чтобы устройства не разряжались между пациентками, сменные аккумуляторы оказались удобнее зарядных подставок. А чтобы врачи и пациентки доверяли системе, Google предлагает встроить в приложение оценку уверенности модели: по ней плохо снятые проходы отбраковываются, а врач видит, насколько модель сомневается в ответе.