Przełomowe odkrycie Chin w dziedzinie sztucznej inteligencji może okazać się przełomem we wczesnym wykrywaniu raka

Przełomowe odkrycie Chin w dziedzinie sztucznej inteligencji może okazać się przełomem we wczesnym wykrywaniu raka

HANGZHOU – Przełomowy moment dla medyczny Dzięki technologii chińscy naukowcy zaprezentowali system oparty na sztucznej inteligencji, który jest w stanie wykryć raka żołądka we wczesnym stadium za pomocą standardowej tomografii komputerowej. Jest to przełom, który może zrewolucjonizować wykrywanie nowotworów na całym świecie.

Przełom nastąpił w momencie, gdy chińscy naukowcy i firmy technologiczne starają się objąć pozycję światowego lidera w dziedzinie opieki zdrowotnej wspomaganej przez sztuczną inteligencję, co będzie miało daleko idące konsekwencje dla milionów osób narażonych na tę śmiertelną chorobę.

Model GRAPE, opracowany we współpracy szpitala onkologicznego Zhejiang Cancer Hospital i DAMO Academy firmy Alibaba, stanowi znaczący krok naprzód w zakresie wczesnego wykrywania nowotworów.

Badanie opublikowane w zeszłym tygodniu w czasopiśmie Nature Medicine pokazuje, jak sztuczna inteligencja może identyfikować guzy żołądka za pomocą tomografii komputerowej bez kontrastu, metody wcześniej uważanej za stosunkowo nieskuteczną w badaniach przesiewowych raka żołądka.

Rak żołądka pozostaje jednym z najbardziej śmiertelnych nowotworów złośliwych, szczególnie w Azji. Według Narodowego Centrum Onkologii w Chinach, kraj ten odnotowuje rocznie 360 000 nowych zachorowań i 260 000 zgonów, a późne diagnozy przyczyniają się do niskiego, pięcioletniego wskaźnika przeżywalności, poniżej 30%.

Natomiast pacjenci zdiagnozowani w pierwszym stadium choroby mają szansę przeżycia przekraczającą 90%. Jednak tradycyjne metody badań przesiewowych opierają się na inwazyjnych endoskopiach, które są drogie, niewygodne i często zniechęcają do udziału w badaniu.

Projekt GRAPE stawia czoła tym wyzwaniom, przekształcając rutynowe tomografie komputerowe, które są już powszechnie stosowane w szpitale i kliniki, w potężne narzędzia przesiewowe.

„Identyfikacja raka żołądka za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji jest niezwykle trudna ze względu na znaczne różnice w rozciągnięciu i kształcie żołądka” – powiedział Xia Yingda, ekspert ds. algorytmów z zespołu ds. medycznej sztucznej inteligencji DAMO Academy.

Sztuczna inteligencja, wyszkolona na blisko 100 000 skanów z 20 ośrodków medycznych w Chinach, osiągnęła czułość na poziomie 85,1% w wykrywaniu wczesnych nowotworów, znacznie przewyższając ludzkich radiologów.

„Zarejestrowaliśmy tomografię komputerową ze wzmocnieniem kontrastowym i tomografię bez kontrastu, co pozwoliło sztucznej inteligencji uzyskać niezwykle precyzyjne informacje, pozwalające na dokładną identyfikację lokalizacji raka żołądka” – wyjaśnił Xia, współautor pierwszego artykułu.

W testach przeprowadzonych w warunkach rzeczywistych w dwóch szpitalach, system podniósł wskaźnik wykrywalności aż do 24,5%. Co ciekawe, około 40% wykrytych przypadków dotyczyło pacjentów z rakiem żołądka bez objawów, wynika z badania.

„Model sztucznej inteligencji po raz pierwszy umożliwia badania przesiewowe raka żołądka na podstawie obrazów” – powiedział Cheng Xiangdong, główny badacz ze Szpitala Onkologicznego Zhejiang.

„W końcu nawet najbardziej zaawansowane i precyzyjne metody leczenia chirurgicznego nie są w stanie dorównać skuteczności wczesnej diagnozy i leczenia” – dodał Cheng.

Zespół badawczy dokonał retrospektywnej analizy obrazów tomografii komputerowej 11 pacjentów przed diagnozą raka żołądka i odkrył, że model sztucznej inteligencji jest w stanie wykryć raka żołądka od 2 do 10 miesięcy wcześniej.

U 45-letniego pacjenta, u którego zdiagnozowano miejscowo zaawansowanego raka żołądka, sześć miesięcy wcześniej wykonano tomografię komputerową bez kontrastu z powodu innej choroby bez objawów żołądkowo-jelitowych. Wykazano, że model sztucznej inteligencji był w stanie wykryć oznaki raka żołądka już w tamtym czasie.

Cheng powiedział, że program GRAPE został już wdrożony w szpitalach w prowincjach Zhejiang i Anhui we wschodnich Chinach, a w planach jest szersza promocja programu zarówno w kraju, jak i za granicą.

Przełom nastąpił po wcześniejszym sukcesie Chin w zakresie PANDA, modelu sztucznej inteligencji zaprojektowanego do wykrywania raka trzustki, jednego z najtrudniejszych do wykrycia zabójców w medycynie, za pomocą zwykłej tomografii komputerowej.

PANDA wykazała 92,9% czułości i 99,9% swoistości w wykrywaniu raka w badaniach klinicznych. Jej wdrożenie może mieć szczególnie przełomowe znaczenie w regionach o niskich dochodach, gdzie zaawansowane metody badań przesiewowych są niedostępne, co pozwoliłoby znacząco obniżyć koszty.

WIĘCEJ WDROŻEŃ

Coraz większa liczba chińskich badaczy wykorzystuje sztuczną inteligencję do rozwiązywania poważnych problemów zdrowotnych. Systemy te są już wykorzystywane w czołowych instytucjach, takich jak Peking Union Medical College Hospital i Ruijin Hospital w Szanghaju.

Pierwszy z nich wykorzystuje sztuczną inteligencję do wykrywania upośledzeń funkcji poznawczych związanych z udarem, chorobą Alzheimera i Parkinsona, drugi zaś — RuiPath, opracowany przez Huawei — analizuje preparaty patologiczne w celu określenia obszarów zmian, skracając czas diagnozy na podstawie jednego preparatu do zaledwie kilku sekund.

W kwietniu zespół ze Szpitala Onkologicznego Chińskiej Akademii Nauk Medycznych poinformował w czasopiśmie Nature Communications o wykorzystaniu algorytmu sztucznej inteligencji, który pozwolił im zwiększyć dokładność badań przesiewowych w kierunku raka szyjki macicy do poziomu równego lub przewyższającego wyniki uzyskiwane przez ekspertów.

System okazał się szczególnie cenny w przypadku pomocy młodym patologom, przyczyniając się do zmniejszenia liczby błędów diagnostycznych w regionach o ograniczonym dostępie do specjalistów.

Te innowacje odzwierciedlają strategiczne inwestycje Chin w rozwój rozwiązań z zakresu sztucznej inteligencji w opiece zdrowotnej. Programy pilotażowe DAMO osiągnęły „jedno badanie dla wielu badań” za pomocą jednego tomografu komputerowego bez kontrastu, wykrywając wczesne stadia nowotworów, takich jak rak trzustki, żołądka, przełyku, jelita grubego i wątroby, choroby przewlekłe, takie jak osteoporoza i stłuszczenie wątroby, oraz ostre schorzenia, takie jak zespół aortalny.

Urządzenie DAMO PANDA zostało oficjalnie uznane za przełomowe przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków w kwietniu tego roku.

Korzystając z systemu DAMO PANDA, Szpital Ludowy przy Uniwersytecie w Ningbo przebadał ponad 40 000 osób, wykrywając dwa wczesne przypadki raka trzustki, przeoczone przez rutynowe badania, w tym zmianę o wielkości 1,5 centymetra, która następnie została poddana leczeniu chirurgicznemu.

„Sztuczna inteligencja daje medycynie nowe spojrzenie” – powiedział Xia. „Tam, gdzie ludzie mogliby przeoczyć subtelne sygnały w złożonych badaniach, te modele zapewniają spójną, niestrudzoną analizę i stają się coraz lepsze”.