Folosirea IA pentru detectarea semnelor cancerului de sân care le scapă medicilor

Folosirea IA pentru detectarea semnelor cancerului de sân care le scapă medicilor
martie 08 12:05 2023
Articol scris de:
Timp citire articol: 12 minut(e)

Pe măsură ce sistemele de inteligență artificială continuă să evolueze și să se extindă, la fel se întâmplă și cu impactul lor asupra vieții noastre. Ungaria a devenit un teren de testare important pentru un software de inteligență artificială pentru depistarea cancerului, în timp ce medicii dezbat dacă această tehnologie îi va înlocui în munca medicală.

Progresele din domeniul inteligenței artificiale (IA) încep să aducă rezultate promițătoare în depistarea cancerului de sân prin detectarea semnelor pe care medicii nu le observă.

Până în prezent, tehnologia arată o capacitate impresionantă de a depista cancerul cel puțin la fel de bine ca radiologii umani, potrivit primelor rezultate și radiologilor, în ceea ce reprezintă unul dintre cele mai tangibile semne de până acum privind modul în care IA poate îmbunătăți sănătatea publică.

Ungaria are un program robust de depistare a cancerului de sân, fiind unul dintre cele mai mari terenuri de testare a tehnologiei pe pacienți reali.

La cinci spitale și clinici care efectuează peste 35.000 de screening-uri pe an, sistemele de IA au fost implementate începând cu 2021 și ajută acum la verificarea semnelor de cancer pe care un radiolog le-ar fi putut trece cu vederea.

Clinici și spitale din Statele Unite, Marea Britanie și Uniunea Europeană încep, de asemenea, să testeze sau să furnizeze date pentru a ajuta la dezvoltarea sistemelor.

Utilizarea IA este în creștere pe măsură ce tehnologia a devenit centrul unui boom în Silicon Valley, lansarea unor chatbots precum ChatGPT arătând cum IA are o capacitate remarcabilă de a comunica într-un mod asemănător cu cel umană, uneori cu rezultate îngrijorătoare.

Construită pe baza unei forme similare utilizate de chatbots, care este modelată după creierul uman, tehnologia de depistare a cancerului de sân arată alte moduri în care IA pătrunde în viața de zi cu zi.

Utilizarea pe scară largă a tehnologiei de detectare a cancerului se confruntă încă cu multe obstacole, au declarat medicii și dezvoltatorii de IA.

Sunt necesare teste clinice suplimentare înainte ca sistemele să poată fi adoptate pe scară mai largă, ca un al doilea sau al treilea cititor automatizat al testelor de depistare a cancerului de sân, dincolo de numărul limitat de clinici care utilizează în prezent această tehnologie.

De asemenea, instrumentul trebuie să demonstreze că poate produce rezultate precise pe femei de toate vârstele, etniile și tipurile de corp.

Iar tehnologia trebuie să demonstreze că poate recunoaște forme mai complexe de cancer de sân și să reducă numărul de rezultate fals pozitive care nu sunt canceroase, au declarat radiologii.

Instrumentele de inteligență artificială au provocat, de asemenea, o dezbatere cu privire la posibilitatea ca acestea să înlocuiască radiologii umani, producătorii acestei tehnologii confruntându-se cu un control de reglementare și cu rezistență din partea unor medici și instituții de sănătate.

Deocamdată, aceste temeri par exagerate, mulți experți spunând că tehnologia va fi eficientă și va avea încrederea pacienților doar dacă va fi folosită în parteneriat cu medici calificați.

Și, în cele din urmă, IA ar putea salva vieți, a declarat dr. László Tabár, un important educator în domeniul mamografiei din Europa, care spune că a fost convins de această tehnologie după ce a analizat performanțele sale în depistarea cancerului de sân.

„Visez la ziua în care femeile vor merge la un centru de cancer mamar și vor fi întrebate: Aveți sau nu IA?”, a spus el.

Sute de imagini pe zi

În 2016, Geoff Hinton, unul dintre cei mai importanți cercetători în domeniul IA din lume, susținea că tehnologia va eclipsa abilitățile unui radiolog în cinci ani.

„Cred că, dacă lucrezi ca radiolog, ești ca Wile E. Coyote în desenele animate”, a declarat el pentru The New Yorker în 2017. „Ești deja pe marginea prăpastiei, dar încă nu te-ai uitat în jos. Nu există pământ dedesubt”.

Hinton împreună cu doi dintre studenții săi de la universitatea din Toronto au construit un sistem de recunoaștere a imaginilor care ar putea identifica cu precizie obiecte comune precum flori, câini și mașini. Tehnologia din centrul sistemului lor – numită rețea neuronală – este modelată după modul în care creierul uman procesează informații din diferite surse.

Este inteligența folosită pentru a identifica persoane și animale în imaginile postate în aplicații precum Google Photos și care permite roboților de comunicare, Siri și Alexa să recunoască cuvintele pe care le rostesc oamenii. Rețelele neuronale au condus, de asemenea, noul val de chatbots, cum ar fi ChatGPT.

Mulți susținători ai inteligenței artificiale credeau că o astfel de tehnologie ar putea fi aplicată cu ușurință pentru a detecta boli și afecțiuni, cum ar fi cancerul de sân la o mamografie.

În 2020, au existat 2,3 milioane de diagnostice de cancer de sân și 685.000 de decese cauzate de această boală, potrivit Organizației Mondiale a Sănătății.

Dar nu toată lumea consideră că înlocuirea radiologilor va fi atât de ușoară precum a prezis Hinton. Peter Kecskemethy, un informatician care a cofondat Kheiron Medical Technologies, o companie de software care dezvoltă instrumente de inteligență artificială pentru a-i ajuta pe radiologi să detecteze semnele timpurii ale cancerului, știe că realitatea va fi mai complicată.

Kecskemethy a crescut în Ungaria și a petrecut timp la unul dintre cele mai mari spitale din Budapesta. Mama sa a fost radiolog, ceea ce i-a oferit o privire directă asupra dificultăților de a găsi o mică tumoare malignă în cadrul unei imagini.

Radiologii petrec adesea ore întregi în fiecare zi într-o cameră întunecată, examinând sute de imagini și luând decizii care le schimbă viața pacienților.

„Este atât de ușor să ratezi leziuni minuscule”, a declarat dr. Edith Karpati, mama lui Kecskemethy, care este acum director de produse medicale la compania de software medical. „Nu este posibil să rămâi concentrat”.

Kecskemethy, împreună cu cofondatorul firmei, Tobias Rijken, un expert în învățarea automată, a declarat că inteligența artificială ar trebui să îi ajute pe medici.

Pentru a-și antrena sistemele de IA, ei au colectat peste cinci milioane de mamografii tradiționale ale unor pacienți ale căror diagnostice erau deja cunoscute, furnizate de clinici din Ungaria și Argentina, precum și de instituții academice, precum universitatea Emory.

Compania, care are sediul la Londra, plătește, de asemenea, 12 radiologi pentru a eticheta imaginile cu ajutorul unui software special care învață IA să identifice o excrescență canceroasă după formă, densitate, localizare și alți factori.

Din milioanele de cazuri cu care este alimentat sistemul, tehnologia creează o reprezentare matematică a mamografiilor normale și a celor cu cancere. Având capacitatea de a examina fiecare imagine într-un mod mai granular decât ochiul uman, aceasta compară apoi această bază de referință pentru a găsi anomalii în fiecare mamografie.

Anul trecut, în urma unui test efectuat pe mai mult de 275.000 de cazuri de cancer de sân, compania a raportat că software-ul său de inteligență artificială a egalat performanța radiologilor umani atunci când a acționat ca al doilea cititor al mamografiilor.

De asemenea, a redus volumul de muncă al radiologilor cu cel puțin 30 %, deoarece a redus numărul de radiografii pe care aceștia trebuiau să le citească.

În alte rezultate obținute anul trecut la o clinică din Ungaria, tehnologia a crescut rata de detectare a cancerului cu 13 %, deoarece au fost identificate mai multe tumori maligne.

Dr. Tabár, ale cărui tehnici de citire a unei mamografii sunt utilizate în mod obișnuit de radiologi, a încercat software-ul în 2021, rezolvând câteva dintre cele mai dificile cazuri din cariera sa, în care radiologii au ratat semnele unui cancer în curs de dezvoltare. În fiecare caz, inteligența artificială l-a depistat.

„Am fost șocant de surprins de cât de bun a fost”, a declarat dr. Tabár. El a precizat că nu a avut nicio legătură financiară cu compania de dezvoltare atunci când a testat pentru prima dată tehnologia și că, de atunci, a primit o taxă de consultanță pentru feedback în vederea îmbunătățirii sistemelor.

Sistemele altor companii de inteligență artificială, pe care le-a testat, inclusiv Lunit Insight, din Coreea de Sud și Vara, din Germania, au oferit, de asemenea, rezultate încurajatoare de detectare, a spus el.

Tehnologia lui Kecskemethy a fost folosită pentru prima dată pe pacienți în 2021 într-o mică clinică din Budapesta, numită MaMMa Klinika. După ce o mamografie este finalizată, doi radiologi o analizează pentru a vedea dacă există semne de cancer. Apoi, inteligența artificială fie este de acord cu medicii, fie semnalează zonele care trebuie verificate din nou.

În cele cinci locații MaMMa Klinika din Ungaria, din 2021 au fost documentate 22 de cazuri în care IA a identificat un cancer omis de radiologi, iar alte aproximativ 40 sunt în curs de examinare.

„Este o descoperire uriașă”, a declarat dr. András Vadászy, directorul MaMMa Klinika. „Dacă acest procedeu va salva una sau două vieți, va merita”, a spus medicul.

Companiile care dezvoltă software de inteligență artificială spun că tehnologia funcționează cel mai bine alături de medici, nu în locul lor.

Serviciul Național de Sănătate din Scoția o folosesc ca adjuvant suplimentar în interpretarea  mamografiilor în șase locații, iar până la sfârșitul anului va fi prezentă în aproximativ 30 de locații de depistare a cancerului de sân operate de Serviciul Național de Sănătate din Anglia.

Și spitalul universitar Oulu, din Finlanda, intenționează să utilizeze această tehnologie, iar un autobuz va călători în Oman în acest an pentru a efectua teste de depistare a cancerului de sân cu ajutorul inteligenței artificiale.

„IA-plus-doctor ar trebui să înlocuiască medicul singur, dar o IA nu ar trebui să înlocuiască medicul”, a declarat Kecskemethy.

Institutul Național al Cancerului a estimat că aproximativ 20% dintre cancerele de sân sunt ratate în timpul mamografiilor de screening.

Dr. Constance Lehman, profesor de radiologie la Harvard Medical School și specialist în imagistică mamară la Massachusetts General Hospital, îi îndeamnă pe medici să aibă o minte deschisă.

„Nu suntem irelevanți”, spune ea, „dar există sarcini care se fac mai bine cu ajutorul calculatoarelor”.(Sursa: The New York Times)

Oamenii de știință au validat faptul că IA îmbunătățește rata de detectare a cancerului în mamografiile digitale și cele cu tomosinteză.

Astfel, rezultatele unui studiu prezentat recent la conferința Congresului European de Radiologie (ECR) de la Viena, Austria, care s-a desfășurat între 1-5 martie, au arătat că utilizarea IA adjuvante a dublat valoarea predictivă pozitivă (PPV) a examenelor de mamografie digitală (DM) în general, și a condus la o acuratețe mai mare de 90%, în cazul mamografiilor digitale cu tomosinteză (DBT), în detectarea cancerului de sân la femeile cu risc ridicat,

Comparând rezultatele obținute pe parcursul unui an cu și fără inteligența artificială (IA) adjuvantă la un program de depistare a cancerului de sân din Spania, cercetătorii au constatat că IA a avut o precizie de 92,5 % în diagnosticarea cancerului la pacientele cu risc ridicat, pe o mamografie digitală cu tomosinteză.

În cadrul studiului, cercetătorii au comparat utilizarea IA adjuvantă la 11.988 de femei (cu vârste cuprinse între 50 și 74 de ani) care au efectuat o mamografie digitală, sau una cu tomosinteză, față de 16.555 de femei examinate cu un an înainte, fără sprijinul IA.

În cadrul grupului la care rezultatele au fost interpretate cu ajutorul IA, 5.049 de femei au beneficiat de o mamografie digitală și 6.949 de femei de una cu tomosinteză, potrivit studiului.

Pentru cohorta fără IA, 7.229 de femei au avut o mamografie digitală (DM) și 9.326 de femei au avut una digitală cu tomosinteză.

Cercetătorii au constatat că o combinație de IA și DM a avut o rată globală de detectare a cancerului de 8,1/1000 în comparație cu 5,1/1000 pentru DM fără IA și a avut o rată de acuratețe de 95,1% pentru detectarea malignității la pacientele cu un risc ridicat de cancer de sân.

IA adjuvantă a dublat, de asemenea, valoarea predictivă pozitivă globală (PPV) pentru DM (12,2%) în comparație cu DM fără IA (6,1%), potrivit autorilor studiului.

În cazul pacientelor cu mamografie cu tomosinteză și IA, cercetătorii au raportat o rată de detectare a cancerului de 9,6/1000 și o VPP de 16,5%, în comparație cu 5,8/1000 și, respectiv, 13,1%, pentru mamografie cu tomosinteză fără IA.

Pentru grupul cu risc ridicat, autorii studiului au afirmat că o combinație între mamografia cu tomosinteză și IA a diagnosticat corect 92,5% din cazurile de cancer de sân.

„Inteligența artificială ca suport pentru citirea rezultatelor în practica de screening pentru cancerul de sân crește rata de detectare a cancerului și valoarea predictivă pozitivă atât pentru mamografia digitală, cât și pentru mamografia digitală cu tomosinteză”, a remarcat dr. Esperanza Elias Cabot, de la unitatea de cancer mamar din cadrul departamentului de radiologie al spitalului universitar Reina Sofia din Cordoba, Spania.

Dr. Cabot a remarcat, de asemenea, o scădere de 1,7% a ratei de rechemare a pacientelor pentru control suplimentar cu IA adjuvantă și mamografie digitală (6,6%) în comparație cu mamografie digitală fără IA (8,3%).

De asemenea, medicul a subliniat o creștere de 1,4% a ratei de rechemare pentru mamografia cu tomosinteză și IA (5,8%) în comparație cu DBT fără IA (4,4%).

Dintre cele patru leziuni ratate de IA/DBT, dar detectate de radiologii din grupul cu risc ridicat, dr. Cabot a spus că două au fost carcinoame invazive cu distorsiuni arhitecturale, iar celelalte două au fost mase de carcinom ductal invaziv.

Două leziuni ratate de AI/DM în grupul cu risc ridicat au inclus o masă de carcinom ductal invaziv și un carcinom ductal in situ cu distorsiune arhitecturală, potrivit studiului.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu