Люди часто жалуются, что их работа не имеет особого смысла и не приносит большой пользы. Мол, её можно вообще не делать — и практически ничего не изменится. Никому не станет хуже.
Но мало кто находит силы, чтобы изменить ситуацию и начать полезное, важное дело, пусть и не прибыльное. Даже если окружающие цинично хмыкают, мол, идея не оригинальная, ничего у тебя не получится, да и вообще ты не подумал о том и этом…
Ниже история программиста, который решил в свободное от работы время сделать полезное для этого мира — спасти жизни людей. Может, его пример кого-то вдохновит.
«Парень действительно крут, технология спасёт мир»
«По сравнению с ним мой код кажется бесполезным»
Это комментарии с китайского форума V2EX, популярного сайта для программистов.
На первый взгляд кажется, что похвалы раздуты. Но они звучат от людей, у которых своевременная диагностика спасла жизнь кого-то из близких. Они не преувеличивают.
Всё началось 13 июня 2018 года, когда программист под ником coolwulf открыл тему на форуме о своём проекте. Пользователям предлагалось просто загрузить рентгеновские снимки на сайт, чтобы ИИ провёл быструю диагностику рака груди. Сервер работал совершенно бесплатно — и автоматически обрабатывал загруженные изображения.
При этом точность распознавания достигала 90%, что почти сравнимо с профессиональной диагностикой.
Как известно, рак груди хорошо лечится на ранних стадиях. К сожалению, ранние симптомы не очевидны, поэтому их довольно легко пропустить. Если болезнь замечают с опозданием, это может закончиться печально.
Надёжный и общедоступный ИИ для диагностики опухолей полезен для огромного количества людей, у которых нет возможности вовремя обратиться к врачу. Например, в районе просто нет квалифицированных специалистов. Им крайне важно узнать заранее о своём состоянии или получить второе мнение. Даже если в итоге для подтверждения диагноза потребуется врач, такая разработка уже неоценима во многих странах, где медицинские ресурсы ограничены.
Между прочим, рак молочной железы — самый распространённый среди всех видов рака. ↓
Первый пост кулвульфа мгновенно получил сотни откликов. В комментариях отписались пациенты, которые с тревогой ожидали официальных результатов анализов — и хотели узнать ответ.
У некоторых форумчан оказались родственники с таким заболеванием, поэтому людей переполняла неуверенность и страх. Проект coolwulf дал им надежду.
С популярностью форума возникло любопытство к системе ИИ и самому разработчику. Откуда огромное количество клинических данных и ресурсы? И самое главное, кто за этим стоит, кто готов бесплатно поделиться вычислительными мощностями?
На многие вопросы coolwulf не ответил, а вскоре ушёл с форума. Потом появлялся лишь изредка. Лишь в 2022 году вернулся и заявил о ещё более важном проекте диагностики рака мозга. Однако тайна его личности так и осталось нераскрытой.
Чтобы раскрыть личность героя, мы связались с ним — и приехали в гости. Оказалось, что coolwulf живёт на Среднем Западе США, а его настоящее имя Хао Цзян (姜浩). На фотографии он справа.
Мы провели несколько бесед, а сейчас готовы рассказать его историю.
Хао закончил физфак Нанкинского университета (Китай), а затем получил PhD и на факультете ядерной инженерии и радиологических наук Мичиганского университета (США). Свою карьеру оценил кратко и ёмко: «Основная профессия связана с визуализацией медицинских данных, а в свободное время занимаюсь опенсорсными проектами».
Он сказал, что родители не врачи, а интерес к программированию появился в детстве. В школе он программировал в свободное время. Тогда ещё не существовало GitHub, и парнишка публиковал любительские проекты в сообществах типа Sourceforge.net или на личном сайте.
Примерно в 2001 году он принял участие в опенсорсном проекте Mozilla. Тогда у Mozilla шли параллельные проекты по разработке двух браузеров на движке Gecko, и он внёс свой вклад в разработку браузера K-Meleon (довольно популярного в Китае в первое время).
Другой проект под кодовым названием Pheonix стал предшественником известного сейчас браузера Firefox. Более десяти лет назад Хао даже дал комментарий журналу PCHome в связи с этим проектом.
В 2009 году он запустил сайт Exp Deal Hotel, который помогает бронировать дешёвые отели. Например, сайт полезен иностранным студентам, которые приезжают в Америку. Всё это coolwulf сделал в свободное время.
После учёбы в Мичиганском университете он работал директором по исследованиям и разработкам в компаниях Bruker и Siemens, руководил разработкой продуктов в области детекторов рентгеновского излучения. Ниже один из продуктов: детектор Bruker Photon III.
Затем они с коллегой Вейгуо Лу, ныне профессором Техасского университета, основали две компании по разработке ПО и продуктов для радиотерапии рака, а также технологий ИИ.
Примечание. Вспоминая студенческие годы, coolwulf особенно отметил, что выходил плеймейкером в стартовой пятёрке команды Нанкинского университета.
Итак, после основания двух компаний он мог окончательно уйти из науки и стать предпринимателем. Но следующее событие стало поворотным пунктом в судьбе учёного, сблизившим его с тысячами других семей и жизней.
В возрасте всего 34-х (!) лет от рака скончалась его знакомая, выпускница Нанкинского университета. Она пропустила раннюю диагностику и оставила после себя четырёхлетнего сына (на фотографии с мужем и ребёнком).
Coolwulf тяжело это пережил. Он стал свидетелем жизни и смерти, а также разрушенных болезнью семей. В то же время он узнал, что многие пациенты с раком молочной железы часто не имеют доступа к диагностике, которая могла бы легко предотвратить печальный исход.
У него возникла идея использовать для обработки рентгеновских снимков свёрточную сеть (CNN). Хотя у специалиста был опыт в рентгенографии, автоматическое детектирование злокачественных образований оказалась непростым делом.
Сначала он скачал датасеты DDSM и MIAS из Флоридского университета. Формат был старый, не соответствовал стандарту Dicom, а изображения представляли сканы плёнок. Пришлось сначала написать конвертер для преобразования информации в пригодную для использования форму.
Затем написал запрос на доступ к набору данных по раку молочной железы InBreast, это был непубличный ресурс Университета Барселоны. ↓
Одновременно coolwulf продолжал переваривать огромный объём литературы и писать код соответствующей модели CNN.
Однако полученного датасета оказалось недостаточно. Для эффективного обучения модели требовалась большая вычислительная мощность. Он из собственного кармана купил кластер GPU из 50 видеокарт Nvidia GTX 1080 Ti и поставил их у себя в офисе.
В то время полсотни видеокарт было непросто достать. Из-за майнинга GPU оказались в дефиците и продавались по завышенным ценам на eBay. Поэтому coolwulf попросил знакомых помочь с покупкой. Все они проверяли онлайн-магазины типа Newegg/Amazon/Dell, чтобы сразу зарезервировать GPU, как только те станут доступны. После долгих усилий он, наконец, завершил установку.
На сборку кластера и наладку ПО ушло около трёх месяцев свободного времени. Иногда Хао приходилось спать в офисе, чтобы всё успеть, прежде чем система наконец заработала в 2018 году. Вот тогда он и опубликовал ту самую тему на форуме, о которой мы рассказывали в начале статьи.
Автор не уверен, сколько человек воспользовалось услугой, поскольку данные не сохраняются на сервере из соображений конфиденциальности. Но за это время он получил множество благодарственных писем от пациентов, многие из Китая. Более того, пользователи действительно использовали сайт для проверки опухолей, особенно для родственников в отдалённых районах с ограниченными медицинскими ресурсами. Это равносильно тому, чтобы подарить людям годы жизни.
Несколько лет назад технология детектирования опухолей с помощью CNN была не столь популярна, как сейчас, поэтому проект coolwulf стал одним из первых. Веб-сайт Neuralrad также привлёк большое внимание со стороны индустрии. Его использовали медицинские учреждения, многие выражали благодарность, а некоторые даже предлагали финансовую и техническую помощь, как больница Фуданьского университета.
В конце концов, Coolwulf весь проект оплатил из своего кармана, а это немаленькие деньги.
Письмо от Онкологического центра Фуданьского университета:
Мы спросили у программиста, почему он не зарабатывает на своём проекте. Ответ был однозначным: «Больные раком, а также их семьи пережили слишком много. Я уверен, что все хотят им помочь. А у меня оказалась возможность это сделать».
В итоге Coolwulf не принял никакой финансовой помощи и сделал всё в одиночку.
Кроме сайта, была выпущена десктопная версия программы:
В 2021 году в жизни учёного произошёл ещё один переломный момент. У двоюродного брата его коллеги обнаружили опухоль мозга, которая выглядела не лучшим образом. Брату назначили облучение головного мозга (whole-brain radiation therapy). К сожалению, через несколько месяцев после терапии опухоль вернулась. Ничего не оставалось, как ждать смерти.
Облучение головного мозга — это терапия, которая устраняет опухоль на большой площади с помощью радиации. Облучение уничтожает не только сами раковые клетки, но и наносит ущерб нормальным тканям мозга.
Проще говоря, облучение головного мозга похоже на «ковровую бомбардировку» с серьёзным сопутствующим ущербом. Поэтому её обычно проводят всего один раз в жизни, учитывая воздействие облучения на критические структуры: мозговой ствол, оптические нервы и др.
После этого инцидента Coolwulf полностью изменил направление исследований и решил продвигать ИИ не только в диагностике, но и в лечении рака.
Важно понимать, что облучение головного мозга — наиболее распространённый метод лечения опухолей мозга на сегодняшний день. Только в США ежегодно 200 000 человек проходят через эту процедуру. Оправдан ли риск во всех случаях?
Не всегда, потому что существует другой вид лечения — стереотаксическая радиохирургия (CРХ), это подведение большой дозы облучения к мишени за одну фракцию. По сравнению с облучением мозга, СРХ более целенаправленная и может точно удалить больные ткани, не задевая нормальные.
Например, гамма-нож — разновидность аппарата для СРХ. У такой терапии гораздо меньше побочных эффектов, она менее вредна для пациентов и может использоваться многократно.
В научном сообществе сложился консенсус, что СРХ обеспечивает пациентам лучшее качество жизни и в то же время это более эффективный метод, чем облучением всего мозга. Единственная проблема в том, что СРХ менее доступна для всех желающих. Это объясняется сложностью процедуры.
После принятия протокола СРХ онколог или нейрохирург должны точно очертить и обозначить каждую опухоль. Затем медицинский физик должен составить точный план лечения для каждой опухоли. Для спасения одного пациента требуется довольно много времени, а медицинский ресурс не безграничен.
Поэтому если у пациента пять и более поражений мозга, врачи почти всегда направляют пациента на облучение.
Но ИИ может частично снять нагрузку с врачей. Coolwulf поставил задачу сделать СРХ доступной для большего числа пациентов.
На этот раз задача значительно сложнее. Он уже не мог справиться с ней в одиночку и обратился с предложением сотрудничества в Юго-Западный медицинский центр Техасского университета и Стэнфордский университет.
В итоге усилиями многих людей недавно были разработаны следующие три модели ИИ:
- модель для автоматического выделения/маркировки метастазов головного мозга;
- модель на основе SVM-радиомики для быстрого снижения количества ложных срабатываний;
- модель, основанная на оптимизированных картах доз облучения, для быстрого разделения множественных поражений на различные курсы лечения.
Три модели дополняют друг друга и соответствуют рабочему процессу врача, значительно снижая рабочую нагрузку при использовании СРХ.
Этот проект был представлен на квартальной научной конференции 2022 AAPM Spring Clinical Meeting, а также выбран для годовой конференции 2022 AAPM Annual Meeting. И снова разработка вызвала широкое признание в отрасли.
Coolwulf с соавторами пытается донести до всего сообщества стереотаксической радиохирургии информацию об этих новых разработках, чтобы технологии могли внедрить для реальной помощи большему количеству пациентов. В интервью он неоднократно повторял, что не в одиночку разработал эти программы, и специально попросил опубликовать список соавторов, потому что каждый человек на фотографиях — герой, который вносит свой скромный вклад.
За последние три десятилетия смертность от рака снизилась на 30%. Возможно, такими темпами когда-нибудь в будущем рак перестанет быть неизлечимым заболеванием.
Но это не сверкающая магистраль в светлое будущее. Это скорее заросшая лесная тропа с бьющими по лицу ветками. Её сейчас расчищают для нас бесчисленное множество людей, таких как coolwulf и другие. В заключение статьи приведём комментарий одного из пользователей на Reddit.
«Не все герои носят плащи»
− Конец −
Примечание: оригинал на китайском, перевод на английский
