Dies ist eine vom Hanoi Medical University Hospital in Auftrag gegebene Aufgabe, die von Bui Van Son (Jahrgang 2000, aus Thanh Hoa), einem neuen Ingenieur an der Hanoi University of Science and Technology, innerhalb von 3 Jahren unter der Leitung von Dr. Nguyen Hong Quang, Leiter der Forschungsabteilung für Biomedizinische Informatik am International Research Center for Artificial Intelligence (BK.AI), durchgeführt wurde.

Bui Van Son studiert Computertechnik. Aufgrund seiner Leidenschaft für die Forschung bewarb sich Son bereits im zweiten Jahr seines Studiums um eine Stelle im Labor für Biomedizinische Informatik von Dr. Nguyen Hong Quang. Hier haben männliche Studenten die Möglichkeit, etwas über einige Anwendungsprobleme der KI im medizinischen Bereich zu lernen, wie etwa die Entschlüsselung von Genen, die Ermittlung der Wirkung von Medikamenten, die Bildverarbeitung usw.

Während die meisten seiner Kommilitonen eher an Websites und Apps arbeiten, ist die Konzentration auf künstliche Intelligenz im biomedizinischen Bereich laut Son auch mit vielen Schwierigkeiten verbunden.

„Neben der Forschungstätigkeit und der Teilnahme an Kursen zur künstlichen Intelligenz musste ich mir auch Kenntnisse in den Bereichen Gensequenzierung, DNA, mRNA, PCR-Testverfahren usw. neu aneignen, um der Forschung dienen zu können.“

Während seiner Anfangszeit im Labor beteiligte sich Son unter Anleitung seines Lehrers an der Suche nach neuen Medikamenten zur Bekämpfung, Vorbeugung und Hemmung von Krebszellen. Darüber hinaus bearbeitete der Schüler auch Aufgaben zur Bildverarbeitung und zur Erkennung fehlerhafter Module auf Solarmodulen.

Mitte 2022 wurde Son von seinem Lehrer vorgeschlagen, an einem vom Hanoi Medical University Hospital in Auftrag gegebenen Projekt zum Thema „Bestimmung der fetalen Nackentransparenz mithilfe von Ultraschallbildern“ teilzunehmen.

Um die Fachbegriffe vollständig zu verstehen, musste Son zwei Monate lang mit Ärzten im Krankenhaus sprechen und sich Ultraschallvideos ansehen, um den Vorgang der Nackentransparenzmessung zu verstehen. Allmählich verstand Son die Bedeutung und den Zweck des Themas und wie die Forschungsergebnisse im wirklichen Leben angewendet werden konnten.

Laut Son kann die Bestimmung der Breite des Raums hinter dem Hals den Ärzten dabei helfen, frühzeitig vor der Geburt fetale Anomalien zu diagnostizieren. Allerdings wird die Nackentransparenzmessung per Ultraschall derzeit noch manuell durchgeführt. Diese Technik hängt von der Erfahrung des Arztes ab und birgt daher auch viele potenzielle Fehler.

„Manchmal kann bereits ein Fehler von 0,1 bis 0,2 mm zu unterschiedlichen Diagnoseergebnissen führen, was sich auf den Beratungsprozess der schwangeren Frau auswirkt“, sagte Son.

Daher verbrachte der Student einige Zeit damit, einen Datensatz von etwa 1.200 Ultraschallbildern von Föten zu untersuchen, die von führenden Ärzten des Hanoi Medical University Hospital mit der Nackentransparenzregion gekennzeichnet worden waren, und erstellte und entwickelte gleichzeitig für das Problem geeignete Deep-Learning-Modelle und Bildverarbeitungsalgorithmen. Allerdings waren die Ergebnisse zunächst nicht sehr positiv.

„Es gab einen Zeitraum von zwei bis drei Wochen, in dem ich viele fortschrittliche Bildverarbeitungsmodelle ausprobiert habe, aber die Ergebnisse immer noch nicht verbessern konnte. Es gibt weltweit Studien, die künstliche Intelligenz zur Vermessung des Nackens einsetzen, aber es gibt keine Studie, die den Nacken und seine Breite in Millimetern klar darstellt“, sagte Son.

Jedes Mal, wenn sie keine neue Richtung finden konnten, mussten sich Lehrer und Schüler zusammensetzen, um jeden Schritt des Algorithmus zu „entwirren“ und zu verbessern. Laut Dr. Nguyen Hong Quang ist Son eine ausdauernde und fleißige Person. Um dieses Problem zu lösen, musste Son tatsächlich fast 20 verschiedene Unterprobleme lösen.

„Je mehr er arbeitete, desto mehr Probleme stieß er auf Lösungen und er setzte diese aktiv um, sodass sich die Ergebnisse von Tag zu Tag verbesserten“, sagte Dr. Quang.

Nach fast zweijähriger Forschung hat Bui Van Son eine neue Methode zur Bestimmung und Messung der fetalen Nackentransparenz mithilfe von 2D-Ultraschallbildern mit einem Fehler von 0,4 mm im Vergleich zur manuellen Messmethode des Arztes vorgeschlagen. Dieses Messverfahren trägt dazu bei, den Aufwand und die Kosten der ärztlichen Messungen zu reduzieren und dient den Ärzten als Grundlage für eine nachträgliche Kontrolle ihrer Ultraschallmessverfahren.

Sons Forschungsergebnisse wurden auch am Hanoi Medical University Hospital getestet und als durchführbar bewertet. Son brachte dieses Ergebnis dann zum Student Scientific Research Competition der Hanoi University of Science and Technology und gewann den zweiten Preis.

Laut Son handelte es sich zwar um eine neue Studie, doch war die Genauigkeit der Methode zu diesem Zeitpunkt nicht absolut.

Daher entwickelte und verbesserte Son den Algorithmus auch nach dem Wettbewerb weiter. Der Student erstellte direkt auf seinem Telefon eine Website und eine Anwendung. Laden Sie einfach das Bild in das System hoch. Das Modell misst die Daten zur Nackentransparenz und Sicherheitsschwelle in nur 5–7 Sekunden präzise. Mit dieser Methode lassen sich auch schwer erkennbare Fälle in unscharfen, unklaren Ultraschallbildern behandeln und unnötige Fehler bei der Ultraschallmessung minimieren.

Angesichts der positiven Ergebnisse stellten Bui Van Son und sein Student einen wissenschaftlichen Forschungsartikel fertig, der an die internationale Zeitschrift für Biomedizinische Informatik gesendet werden sollte. Son betonte jedoch auch, dass dieses Modell keinen Arzt ersetzt, sondern lediglich ein unterstützendes Instrument für Ärzte darstellt, um die genaue Entfernung zu bestimmen.

Dr. Nguyen Hong Quang begann im zweiten Jahr mit Son zu arbeiten und schätzte Son als eine Person ein, die sich leidenschaftlich für die wissenschaftliche Forschung interessiert. Die ersten im Labor zugewiesenen Aufgaben waren Anwendungsprogrammierung und Webprogrammierung, Son erledigte sie sehr schnell und effizient. Danach konnte Son aufgrund seiner Leidenschaft für KI die ihm zugewiesenen Probleme sehr gut recherchieren, anwenden und lösen.

„Die Studie „Bestimmung der fetalen Nackentransparenz mittels Ultraschallbildern“ zeigt, dass die Genauigkeit des Modells der der führenden Ultraschallärzte Vietnams entspricht. Die praktische Anwendung hängt jedoch stark von den Betriebsabläufen des Krankenhauses und den Untersuchungs- und Behandlungsverfahren des Gesundheitsministeriums ab“, so Dr. Nguyen Hong Quang.

Die Dankbarkeit des neuen Ingenieurs von Bach Khoa gegenüber seiner Mutter, einer Bäuerin, berührte Millionen von Herzen . Sein Vater starb früh, seine Mutter kämpfte allein darum, ihre Kinder großzuziehen und zu erziehen. Tien Anh und sein Bruder gaben stets ihr Bestes, um an der Hanoi University of Science and Technology einen Ingenieursabschluss zu erlangen.