Inventory number IRN Number of state registration
0224РК00299 AP13068032-OT-24 0122РК00175
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 1
Implemented
Publications
Native publications: 2
International publications: 3 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 3
Number of books Appendicies Sources
1 9 99
Total number of pages Patents Illustrations
106 0 43
Amount of funding Code of the program Table
24999940 AP13068032 4
Name of work
Разработка методов и алгоритмов машинного обучения для прогнозирования патологий сердечно‑сосудистой системы на основе эхокардиографии и электрокардиографии
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Модель
Report authors
Рахметулаева Сабина Батырхановна , Болшибаева Айгерим Какимжановна , Идельбаев Ерлан , Үкібасов Баубек Мұратұлы , Мукашева Асель Коптлеувна , Байжигитов Нурлан Болатович , Жанабеков Жандос Омарович , Рахметулаева Эльвира ,
0
0
2
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
"Международный университет информационных технологий"
Abbreviated name of the service recipient АО МУИТ
Abstract

Система автоматической диагностики врожденных пороков сердца, в частности дефекта межпредсердной перегородки (ДМПП), с использованием методов машинного обучения и генеративных моделей для обработки и анализа эхокардиографических данных. Система фокусируется на сегментации и распознавании аномалий на ультразвуковых снимках сердца.

Жүрекаралық қалқанша ақауларын (ДМПП) автоматты түрде диагностикалау жүйесі, эхокардиографиялық деректерді өңдеу және талдау үшін машиналық оқыту әдістері мен генеративті модельдерді қолданады.

Разработка методов автоматической аннотации и расшифровки эхокардиограммы (ЭхоКГ) и электрокардиограммы (ЭКГ) на основе размеченных данных для определения аномалий. Важным аспектом является повышение точности диагностики до уровня 85-90% за счет использования глубоких нейронных сетей.

ЭхоКГ және ЭКГ кескіндеріндегі аномалияларды анықтау үшін автоматты аннотациялау және расшифровкалау әдістерін әзірлеу. Жұмыстың мақсаты — диагностикалық дәлдікті 85-90% деңгейіне дейін көтеру.

Применение гибких методологий разработки программного обеспечения и глубоких сверточных нейронных сетей (CNN). Использовались модели SegFormer и YOLOv7 для сегментации и классификации, а также генеративные модели CycleGAN и Stable Diffusion для увеличения объема данных и улучшения качества изображений. Обработка изображений включала сегментацию ключевых структур сердца (левого и правого предсердия) и корректировку артефактов. Модель обучалась на более чем 500 изображениях.

Бағдарламалық қамтамасыз етуді икемді әзірлеу әдістері мен терең конволюциялық нейрондық желілер (CNN) қолданылды. Сегментация және классификация үшін SegFormer және YOLOv7, деректер көлемін арттыру үшін генеративті модельдер CycleGAN және Stable Diffusion қолданылды. Жүрек құрылымдарын сегментациялау және артефактілерді түзету 500-ден астам кескіндер негізінде жүргізілді.

Разработана система с высокой точностью сегментации и классификации дефектов межпредсердной перегородки на основе эхокардиографических изображений. SegFormer модель показала точность сегментации на уровне 93% для анатомических структур сердца, таких как левое предсердие и дефекты перегородок. YOLOv7 обеспечила обнаружение мелких патологий с точностью 91%. Внедрение перекрестной проверки (IoU) позволило сократить количество ложноположительных результатов на 15%. Система была протестирована на 100 тестовых изображениях, показав улучшение диагностической точности до 87% по сравнению с традиционными методами. Новизна: Интеграция моделей SegFormer и YOLOv7 для точной сегментации и классификации в реальном времени представляет собой важное нововведение в области анализа эхокардиографических изображений. Применение генеративных моделей, таких как CycleGAN и Stable Diffusion, для увеличения объема данных позволило увеличить разнообразие и качество обучающих наборов данных на 25%, что повысило общую точность моделей. Впервые разработана мобильная система, которая позволяет проводить диагностику в реальном времени с помощью нейронных сетей, что увеличивает скорость диагностики в клинических условиях на 30%.

Эхокардиографиялық кескіндер негізінде жүрекаралық қалқанша ақауларын сегментациялау және анықтау үшін жоғары дәлдіктегі жүйе жасалды. SegFormer моделі жүрек құрылымдарын сегментациялау дәлдігін 93% деңгейінде көрсетті. YOLOv7 кішкентай патологияларды 91% дәлдікпен анықтады. Айқас тексеріс енгізу (IoU) жалған оң нәтижелерді 15%-ға қысқартты. Жүйе 100 тестілік кескіндерде тексеріліп, дәстүрлі әдістермен салыстырғанда диагностикалық дәлдік 87%-ға дейін артты. Жаңашылдығы: SegFormer және YOLOv7 модельдерін нақты уақыт режимінде сегментациялау және классификациялау үшін біріктіру эхокардиографиялық кескіндерді талдау саласындағы маңызды жаңалық болып табылады. Деректер көлемін 25%-ға арттыру үшін CycleGAN және Stable Diffusion генеративті модельдерін қолдану жалпы модельдердің дәлдігін жақсартты. Нейрондық желілер арқылы нақты уақыт режимінде диагностика жасауға мүмкіндік беретін мобильді жүйе алғаш рет жасалды, бұл клиникалық жағдайларда диагностика жылдамдығын 30%-ға арттырады.

В результате оптимизации моделей удалось достичь следующих показателей: Точность сегментации: 93%. Точность обнаружения мелких патологий: 91%. Снижение ложноположительных результатов на 15%. Скорость обработки одного изображения: 3 секунды. Увеличение скорости диагностики: 30%.

Модельдерді оңтайландыру нәтижесінде келесі көрсеткіштерге қол жеткізілді: Сегментация дәлдігі: 93%. Кішкентай патологияларды анықтау дәлдігі: 91%. Жалған оң нәтижелердің 15%-ға азаюы. Бір кескінді өңдеу жылдамдығы: 3 секунд. Диагностика жылдамдығының 30%-ға артуы.

Система была внедрена в клиническое учреждение Mediterra для диагностики врожденных пороков сердца. Протестирована на 100 пациентах с эхокардиографическими данными.

Жүйе туа біткен жүрек ақауларын диагностикалау үшін Mediterra клиникалық мекемеде қолданылды. 100 пациенттің эхокардиографиялық деректерінде сыналды.

Система позволила повысить скорость и точность диагностики на 30% по сравнению с традиционными методами. Количество ложноположительных результатов снизилось на 15%, что увеличило надежность диагностики.

Жүйе дәстүрлі әдістермен салыстырғанда диагностика жылдамдығын 30%-ға арттыруға мүмкіндік берді. Жалған оң нәтижелер 15%-ға азайды.

Система может быть использована в клинических учреждениях для диагностики врожденных пороков сердца на основе эхокардиографии. Также возможно использование системы в образовательных учреждениях для обучения студентов технических и медицинских специальностей.

Жүйе туа біткен жүрек ақауларын диагностикалау үшін клиникалық мекемелерде қолданылады. Техникалық және медициналық мамандықтар бойынша студенттерді оқыту үшін білім беру мекемелерінде де қолдануға болады.

UDC indices
004.891.2, 004.932.2, 004.932.72'1, 004.891.3
International classifier codes
50.41.25;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
машинное обучение; нейронные сети; эхокардиограмма; диагностическая система; распознавание образов;
Key words in Kazakh
машиналық оқыту; нейрондық желілер; эхокардиограмма; диагностикалық жүйе; үлгіні тану;
Head of the organization Исахов Алибек Абдиашимович PhD / профессор
Head of work Рахметулаева Сабина Батырхановна Phd / ассоциированный профессор
Native executive in charge Болшибаева Айгерим Какимжановна нет