Искусственный интеллект читает опухоли мозга во время операции, чтобы помочь принимать решения.
AI reads brain tumors during surgery to assist decision-making.
Ученые разработали инструмент искусственного интеллекта (ИИ), способный в реальном времени расшифровывать генетический код опухоли мозга во время операции – достижение, которое, как они говорят, может ускорить диагностику и персонализировать лечение пациентов.
Исследователи обучили инструмент ИИ распознавать различные генетические особенности глиом, группы опухолей, которые составляют наиболее распространенную форму рака мозга у взрослых.
Однако не все глиомы одинаковы. Большинство людей диагностируются одним из трех подтипов, у каждого из которых есть свои генетические особенности – и, что критично, разные степени агрессивности и варианты лечения.
В настоящее время врачи-патологоанатомы могут анализировать глиомы на наличие этих генетических маркеров, в так называемой молекулярной диагностике. Но этот процесс занимает дни и недели, сказал доктор Кун-Хсинг Ю, старший исследователь нового исследования.
- Сильная зависимость от марихуаны может повысить риск осложнений во ...
- Риск возникновения суицидальных мыслей при использовании популярных...
- Тестирование всего генома вдвое лучше выявляет генетические расстро...
В отличие от этого, инструмент ИИ, который разрабатывает его команда, может обеспечить молекулярную диагностику за 10-15 минут. Это означает, что это можно сделать во время операции, по словам Ю, ассистента профессора биомедицинской информатики Гарвардской медицинской школы в Бостоне.
Технология, называемая CHARM, также обладает высокой точностью. Когда команда Ю проверила инструмент ИИ на образцах глиомы, которые она раньше “не видела”, он смог с точностью в 93% различать три разных молекулярных подтипа.
Способность делать такие различия в операционной комнате критически важна, сказал Ю и другие эксперты, потому что это может изменить способ лечения пациента.
Некоторые глиомы менее агрессивны, и хирурги могут быть более консервативными в удалении тканей мозга – что может минимизировать побочные эффекты.
Другие глиомы, такие как глиобластома, являются высокоагрессивными. Поэтому хирурги будут стараться удалить как можно больше раковых клеток и иногда внедрять “пластинки” медленно высвобождающихся лекарств напрямую в мозг.
“Эта прорывная технология может помочь принимать хирургические решения, предоставляя молекулярную диагностику в режиме реального времени во время операций по удалению опухолей головного мозга”, – сказал Атик Ахмед, доцент нейрохирургии Школы медицины Фейнберг университета Нортвестерн в Чикаго.
Ахмед, не участвовавший в исследовании, назвал точность инструмента в 93% “впечатляющей”, но отметил, что она может быть улучшена.
“Важно помнить, что 7% неточности – это не просто число”, – сказал он. “Это пациенты с очень агрессивными заболеваниями, которые могут сильно выиграть от более точных диагнозов”.
Ю согласился с тем, что результаты можно дальше улучшать, и CHARM еще не готов для широкого применения. Его необходимо протестировать в реальных условиях, сказал он, и получить одобрение Управления по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов США.
Исследователи сотрудничают с несколькими больницами в разных регионах мира, чтобы протестировать CHARM в реальных условиях.
Интерес к использованию ИИ в медицинской диагностике в последние годы заметно возрос. Надеются, что алгоритмы ИИ помогут специалистам анализировать изображения – например, маммограммы или компьютерные томограммы – для получения более быстрого и точного вердикта.
Ю подчеркнул, что никто не хочет заменять врачей. “Мы хотим использовать ИИ как инструмент”.
CHARM – это более запоминающийся акроним для Cryosection Histopathology Assessment and Review Machine. Команда Ю разработала инструмент, используя более 2300 замороженных образцов опухолей от 1524 пациентов, лечившихся от глиомы в разных больницах США.
Работа, описанная в журнале Med 7 июля онлайн, не является единственной попыткой улучшить диагностику глиомы с помощью ИИ.
Идет изучение и других инструментов, включая один, называемый DeepGlioma. Доктор Дэниел Орринджер, нейрохирург в Перлмуттеровском раковом центре НЮУ Лангоне в Нью-Йорке, является одним из исследователей в этом проекте.
Он сказал, что в настоящее время молекулярная диагностика глиомы не только требует много времени и денег, но и не доступна во всех больницах, где лечат пациентов. ИИ имеет потенциал “демократизировать молекулярное тестирование”, – сказал Орринджер.
Он сказал, что CHARM “особенно привлекателен” в этом отношении, потому что в конечном итоге он может быть использован в любой больнице, которая имеет возможность цифровизировать гистологические срезы (микроскопические изображения образцов опухоли пациентов).
Ю сделал похожее замечание. Другие средства искусственного интеллекта, разрабатываемые для глиомы, требуют специального типа микроскопа, который не доступен во всех больницах – даже в богатых странах, не говоря уже о развивающемся мире, – сказал он.
И хотя текущее исследование сфокусировано на глиоме, Ю сказал, что CHARM может быть обучен помогать в диагностике других типов опухолей головного мозга.
Ахмед назвал это потенциал “универсальностью” и обнадеживающим.
“Разработка CHARM представляет собой значительный прогресс в поиске точной и быстрой молекулярной диагностики при хирургическом лечении опухолей головного мозга”, – сказал он.
Дополнительная информация
Американская ассоциация по опухолям головного мозга предоставляет больше информации о глиоме.
ИСТОЧНИКИ: Кун-Хсинг Ю, MD, PhD, доцент биомедицинской информатики, медицинская школа Гарварда, Бостон; Атик Ахмед, PhD, доцент нейрохирургии, медицинская школа Фейнберга Университета Нортвестерн, Чикаго; Дэниэл Оррингер, MD, нейрохирург, Центр Перлмуттера по борьбе с раком, Лангоне НЮ, доцент нейрохирургии, медицинская школа Гроссмана НЮ, Нью-Йорк; Med, 7 июля 2023 года, онлайн
