NerveTrack™

Что это и зачем нужно

NerveTrack™ — модуль глубокого обучения для реального времени локализации периферических нервов на УЗ-изображении. Алгоритм, разработанный Samsung Medison в коллаборации с Intel на платформе OpenVINO toolkit, анализирует каждый кадр B-mode и накладывает bounding box вокруг обнаруженного нерва — без остановки сканирования, без дополнительных нажатий.

Почему это важно? Нервы на УЗИ труднее всего идентифицировать: они небольшие, изоэхогенны с окружающими тканями, меняют положение относительно анатомических ориентиров. Это требует значительного опыта — junior-анестезиологи тратят 2–4 минуты на поиск нерва там, где опытный специалист находит за 30 секунд. Более важно: неправильная локализация приводит к интраневральным инъекциям — тяжёлому осложнению блокады.

Как работает

Архитектура. Свёрточная нейронная сеть (CNN), обученная на тысячах верифицированных УЗ-кадров с аннотированными нервами. Разметка обучающих данных выполнялась в Intel CVAT (Computer Vision Annotation Tool) — это позволило увеличить объём тренировочного набора в 7 раз по сравнению с ручной разметкой и дало прирост точности на 20%.

Inference выполняется на встроенном GPU/NPU сканера в режиме реального времени (десятки FPS). Нет задержки, нет необходимости замораживать кадр.

Трекинг. Нерв продолжает подсвечиваться при движении датчика вдоль конечности — bounding box следует за анатомической структурой. Это критично при скользящем сканировании по предплечью для нахождения оптимального уровня блокады.

Детектируемые нервы (валидированная версия):

• Срединный нерв (n. medianus) — по всей длине предплечья
• Локтевой нерв (n. ulnaris) — включая участок, где нерв отходит от a. ulnaris и теряет привязку к сосудистому ориентиру

Что показывают данные

Систематический обзор AI в регионарной анестезии (PMC11103083, Regional Anesthesia and Pain Medicine 2024): анализ 12 исследований AI-assisted нервной локализации. Ключевые выводы:

• AI-системы детекции нервов снижают среднее время уверенной идентификации на 40–60% у обучающихся анестезиологов
• Точность AI-детекции срединного нерва — в диапазоне 85–92% в независимых тестовых выборках
• Главный источник ложноположительных срабатываний: мелкие сосуды (лучевая и локтевая артерии) — внешне похожи на нерв в поперечном сечении

ScanNav® validation (PMC9046753, BJA 2022) — независимая AI-система (Intelligent Ultrasound, GB) того же типа: при тестировании на 10 независимых анестезиологах среднее время поиска нерва снизилось с 97 до 52 секунд, а число попыток идентификации — с 3.1 до 1.4.

Клинические применения

Блок срединного нерва — в карпальном канале (запястье) для хирургии кисти и пальцев. NerveTrack™ особенно ценен: нерв компактный, расположен вблизи сухожилий и артерии, неопытному специалисту сложно дифференцировать.

Блок локтевого нерва — дистальный (в области локтя и предплечья) для операций на локтевой стороне кисти. На уровне предплечья нерв может уходить от рядом расположенной артерии — сосудистый ориентир теряется, и именно здесь AI-трекинг наиболее полезен.

Дистальные блоки для хирургии кисти — комбинированные манипуляции, где нужно последовательно визуализировать несколько нервов в одной зоне. Быстрая локализация AI сокращает время процедуры.

Обучение. Junior-анестезиологи видят bounding box как ориентир и одновременно учатся находить нерв самостоятельно. AI-overlay — это teaching tool, а не замена навыку. Обучение рекомендуется прекратить использовать AI-подсказку по достижении компетентного уровня.

Ограничения

Текущая валидированная версия — только нервы предплечья (срединный и локтевой). Плечевое сплетение (надключичный/межлестничный уровень), бедренный и седалищный нервы — в разработке. Качество детекции зависит от правильной настройки gain, глубины и частоты: слишком высокий gain → артефакты, которые маскируют нерв под «кандидата». При BMI > 35 чувствительность снижается из-за акустических артефактов подкожного жира. Сосуды (лучевая, локтевая артерии) — источник ложноположительных срабатываний, особенно у начинающих. Bounding box показывает зону, но не подтверждает, что это именно нерв — клиническая верификация обязательна.

Связка с другими модулями

NerveTrack™ в связке с NeedleMate™ (виртуальная траектория иглы): AI нашёл нерв → виртуальная игла показывает оптимальный угол подхода. Два модуля вместе — максимальная точность периферических блокад, минимальная зависимость от опыта оператора.

Где смотреть в работе

Клинические протоколы периферических нервных блокад под УЗ-контролем — в разделе клинических протоколов.