Учени създадоха изкуствен интелект, който почти точно разпознава мозъчните тумори

Учени от Хайделберг са разработили система с изкуствен интелект, която може да класифицира мозъчните тумори с изключителна точност, използвайки обикновени срезове от микроскопични тъканни. Новият алгоритъм може да идентифицира повече от 100 молекулярни подтипа тумори на централната нервна система само за няколко минути, което потенциално би ускорило радикално диагностиката в световен мащаб.

От сложна лаборатория до обикновено изображение

Днес точната диагноза на туморите в мозъка и гръбначния мозък е сложен и многоетапен процес. В допълнение към микроскопския анализ, лекарите често трябва да извършват молекулярни изследвания, включително анализ на ДНК метилиране, който в момента е „златният стандарт“ в класификацията на подобни заболявания.

Проблемът е, че тези тестове са скъпи, изискват специализирани лаборатории и може да отнемат до две седмици. В много страни подобна технология изобщо не е налична, което затруднява навременното лечение.

AI системата Hetairos: над 11 хиляди примера за обучение

Решението може да бъде нова система с изкуствен интелект, наречена Hetairos, разработена от екип от 

Германския онкологичен център ( DKFZ ) и Университета в Хайделберг

Алгоритъмът е обучен върху повече от 11 000 дигитални тъканни среза от 9 606 пациенти от цял ​​свят. Всички данни са валидирани с молекулярна диагностика, което позволява на системата да се научи да разпознава фините модели между тъканната структура и генетичния тип на тумора.

В резултат на това, Hetairos е в състояние да различи 102 молекулярни туморни подтипа, покривайки почти целия съвременен спектър на класификацията на СЗО.

Висока точност и „увереност“ на алгоритъма

Особеност на системата е, че тя не само предоставя диагноза, но и оценява собствената си увереност.

В 50–70% от случаите, изкуственият интелект прави заключения с високо ниво на увереност. В такива ситуации точността достига приблизително 87–88%. Дори когато системата е „под съмнение“, тя е в състояние значително да стесни кръга от възможни диагнози, което помага на лекарите да вземат решения по-бързо.

Всъщност, вместо стотици опции, лекарят получава само няколко от най-вероятните.

Изкуственият интелект срещу лекарите: неочакваният резултат

В директно сравнение с опитни невропатолози, системата показа впечатляващи резултати. В тест върху 210 случая:

AI: 68% точност Лекари: около 30%

Учените подчертават, че системата е особено добра в откриването на фини морфологични характеристики, които са трудни за забелязване дори за опитните специалисти.

Диагноза за 12 минути вместо за 12 дни

Друго ключово предимство на Hetairos е скоростта. Традиционната молекулярна диагностика отнема средно около 12 дни. За разлика от това, изкуственият интелект, след дигитализиране на пробата, предоставя резултат за около 12 минути.

В реални условия, включително подготовката на материалите, пълният цикъл може да отнеме от 24 часа до два дни, което все още е значително по-бързо от стандартните методи.

Помощ там, където медицината изпитва ограничения

Разработчиците подчертават, че системата не е предназначена да замести лекарите. Нейната роля е да подпомага и ускорява диагностицирането, особено в сложните или несигурни случаи.

Hetairos може да бъде особено полезна, когато:

няма достатъчно материал за генетични тестове; резултатите от молекулярната диагностика са нееднозначни; няма скъпи лаборатории.

Отделно предимство е, че системата работи с вече стандартни хистологични проби, използвани в болниците по целия свят.

Стъпка към новата медицина

Учените смятат, че подобни технологии могат значително да променят подхода към диагностицирането на рака. Комбинацията от дигитална патология и изкуствен интелект позволява бързи, достъпни и същевременно високоточни резултати.

И макар Hetairos да се нуждае от допълнителни подобрения, особено в случаите на редки тумори, той вече показва потенциал да направи диагностицирането на рак на мозъка значително по-бързо и по-точно в световен мащаб.