O tom, že mnohí slovenskí študenti už dokážu vyriešiť úlohy, o ktorých by sa ešte pred niekoľkými desiatkami rokov mnohým odborníkom ani nesnívalo, a patria medzi kreatívnych i úspešných budúcich špičkových odborníkov, niet pochýb.
Skvelým príkladom toho je aj – v súčasnosti už držiteľ titulu inžinier – Martin Tamajka, ktorého diplomová práca s tajuplným názvom Segmentácia anatomických orgánov v medicínskych dátach získala tretie miesto v súťaži IT SPY 2016.
IT SPY je elitná IT súťaž, zastrešená dvadsiatimi českými i slovenskými univerzitami, do ktorej je možné prihlásiť diplomové projekty, vznikajúce na IT fakultách v Česku i na Slovensku. V roku 2016 bolo do súťaže prihlásených 1 900 diplomových prác, z ktorých vzišlo desať finalistov a napokon tri najlepšie ocenené projekty. Aktérov záverečného finále vyberajú zástupcovia najstaršej IT profesnej organizácie ACM (Czech & Slovakia Chapter).
Martin Tamajka, z Fakulty informatiky STU v Bratislave, ktorý získal prestížne tretie mesto v tejto mimoriadne náročnej súťaži nám prezradil o aké riešenie v jeho diplomovej práci, ktorej vedúcou bola Ing. Vanda Benešová, PhD., ide.
Základnou myšlienkou diplomovej práce bolo pomôcť expertom z medicínskej oblasti pri analýze a spracovaní rozsiahlych medicínskych dát. Chceme im skrátiť čas, ktorý trávia pri manuálnej a monotónnej – aj keď dôležitej – práci tak, aby sa mohli venovať inej užitočnej činnosti. Podstatou práce je spracovanie trojdimenzionálnych dát z magnetickej rezonancie a extrakcia podstatnej informácie z nich. V skutočnosti sme z MR (magn. rez.) skenu hlavovej oblasti extrahovali bielu hmotu, šedú hmotu a mozgovomiechový mok. Toto má zmysel napríklad pri detekcií anomálií ako sú nádory či odumreté tkanivo alebo detekcií lézií sklerózy multiplex, ktorá sa nachádza v bielej hmote. Okrem toho sa dá metóda rozšíriť tak, aby bola schopná sama detekovať anomálie a upozorniť na ne lekára.
Aké metódy boli použité pri spracovaní takej náročnej úlohy?
Zjednodušene povedané, museli sme naučiť počítač aby spoznal, čo sa nachádza na nasnímanom obraze – v tomto prípade trojdimenzionálnom. Súčasťou projektu bolo aj strojové učenie a umelá inteligencia (neurónové siete), zhlukovanie voxelov (trojdimenzionálnych pixelov) do zmysluplných celkov. Taktiež extrakcia mozgu zo surových dát magnetickej rezonancie (tzv. Brain extraction), keďže tieto obsahujú okrem mozgu aj okolité tkanivá ako lebku, oči a iné a apriórna informácia o vnútornom usporiadaní mozgu v spojení so štatistikou.
Dá sa využitie tejto metódy rozširovať aj na iné oblasti?
Metóda nie je limitovaná iba na mozog. Dá sa potenciálne veľmi ľahko rozšíriť na iné orgány a tkanivá a stačí, aby sme ich vedeli vyextrahovať zo surových dát a následne naučili novú neurónovú sieť, aby rozpoznávala tieto orgány. Okrem toho, na základe výstupu z neurónovej siete, vieme pomerne jednoducho detegovať potenciálne anomálie. To je výhoda toho, že sme neurónovú sieť „učili“ rozpoznávať len zdravé mozgy, a teda pri anomáliách ako napr. nádor si nebude istá – túto neistotu vieme využiť.
Autor: Ing. Martin Tamajka
Spracovala: Barbora Hrvolová, NCP VaT pri CVTI SR
Zdroj obrázkov: http://www.itspy.cz