Στην ακτινοθεραπεία, η ακρίβεια μπορεί να σώσει ζωές. Οι ογκολόγοι πρέπει να χαρτογραφούν προσεκτικά το μέγεθος και τη θέση ενός όγκου πριν χορηγήσουν υψηλή δόση ακτινοβολίας για να καταστρέψουν τα καρκινικά κύτταρα, χωρίς να βλάψουν τον υγιή ιστό. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται κατάτμηση όγκου, εξακολουθεί να γίνεται χειροκίνητα, απαιτεί χρόνο, διαφέρει από γιατρό σε γιατρό και μπορεί να οδηγήσει σε παράλει

Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων της Northwestern Medicine έχει αναπτύξει ένα εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που ονομάζεται iSeg, το οποίο όχι μόνο βοηθά τους γιατρούς να περιγράψουν με ακρίβεια τους όγκους των πνευμόνων σε αξονικές τομογραφίες, αλλά μπορεί επίσης να εντοπίσει περιοχές που ορισμένοι γιατροί ενδέχεται να μην εντοπίσουν, σύμφωνα με μια νέα μεγάλη μελέτη

Σε αντίθεση με τα προηγούμενα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης που εστίαζαν σε στατικές εικόνες, το iSeg είναι το πρώτο εργαλείο τρισδιάστατης βαθιάς μάθησης που έχει αποδειχθεί ότι τμηματοποιεί τους όγκους καθώς κινούνται με κάθε αναπνοή - ένας κρίσιμος παράγοντας στον σχεδιασμό της ακτινοθεραπείας,

«Είμαστε ένα βήμα πιο κοντά σε θεραπείες για τον καρκίνο που είναι ακόμα πιο ακριβείς από ό,τι οποιοσδήποτε από εμάς φανταζόταν πριν από μια δεκαετία», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας, Δρ Mohamed Abazeed, πρόεδρος και καθηγητής ακτινοθεραπευτικής ογκολογίας στη Northwestern University Feinberg School of Medicine.

«Ο στόχος αυτής της τεχνολογίας είναι να προσφέρει στους γιατρούς μας καλύτερα εργαλεία», πρόσθεσε ο Abazeed, ο οποίος ηγείται μιας ερευνητικής ομάδας που αναπτύσσει εργαλεία βασισμένα σε δεδομένα για την εξατομίκευση και τη βελτίωση της θεραπείας του καρκίνου και είναι μέλος του Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center του Northwestern University.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό npj Precision Oncology.

Πώς δημιουργήθηκε και δοκιμάστηκε το iSeg

Οι επιστήμονες του Northwestern εκπαίδευσαν το iSeg χρησιμοποιώντας αξονικές τομογραφίες και περιγράμματα όγκων που σχεδίασαν γιατροί από εκατοντάδες ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα που έλαβαν θεραπεία σε εννέα κλινικές των συστημάτων υγείας Northwestern Medicine και Cleveland Clinic. Αυτό ξεπερνά κατά πολύ τα μικρά σύνολα δεδομένων ενός μόνο νοσοκομείου που χρησιμοποιήθηκαν σε πολλές προηγούμενες μελέτες.

Μετά την εκπαίδευση, η τεχνητή νοημοσύνη δοκιμάστηκε σε απεικονιστικές εξετάσει ασθενών που δεν είχε δει προηγουμένως. Στη συνέχεια, τα περιγράμματα των όγκων που σχεδίασε συγκρίθηκαν με αυτά που σχεδίασαν οι γιατροί. Η μελέτη διαπίστωσε ότι το iSeg ταίριαζε με συνέπεια στα περιγράμματα των ειδικών σε όλα τα νοσοκομεία και τους τύπους αξονικών τομογραφιών. Επίσης, επισήμανε επιπλέον περιοχές που ορισμένοι γιατροί δεν είχαν εντοπίσει, οι οποίες συνδέονταν με χειρότερα αποτελέσματα εάν δεν αντιμετωπίζονταν. Αυτό υποδηλώνει ότι το iSeg μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό περιοχών υψηλού κινδύνου που συχνά περνούν απαρατήρητες.

«Η ακριβής στόχευση του όγκου είναι το θεμέλιο της ασφαλούς και αποτελεσματικής ακτινοθεραπείας, όπου ακόμη και μικρά σφάλματα στη στόχευση μπορούν να επηρεάσουν τον έλεγχο του όγκου ή να προκαλέσουν περιττή τοξικότητα», δήλωσε ο Abazeed.

«Με την αυτοματοποίηση και την τυποποίηση της περιγράμματος των όγκων, το εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης μας μπορεί να συμβάλει στη μείωση των καθυστερήσεων, να διασφαλίσει την ισότητα μεταξύ των νοσοκομείων και να εντοπίσει περιοχές που ενδέχεται να παραβλέψουν οι γιατροί, βελτιώνοντας τελικά τη φροντίδα των ασθενών και τα κλινικά αποτελέσματα», πρόσθεσε ο πρώτος συγγραφέας Sagnik Sarkar, ανώτερος ερευνητής τεχνολόγος στο Feinberg, ο οποίος κατέχει μεταπτυχιακό τίτλο στην τεχνητή νοημοσύνη

Κλινική εφαρμογή δυνατή «μέσα σε λίγα χρόνια»

Η ερευνητική ομάδα δοκιμάζει τώρα το iSeg σε κλινικό περιβάλλον, συγκρίνοντας την απόδοσή του με αυτή των γιατρών σε πραγματικό χρόνο. Ενσωματώνουν επίσης λειτουργίες όπως η ανατροφοδότηση από τους χρήστες και εργάζονται για την επέκταση της τεχνολογίας σε άλλους τύπους όγκων, όπως ο καρκίνος του ήπατος, του εγκεφάλου και του προστάτη. Η ομάδα σχεδιάζει επίσης να προσαρμόσει το iSeg σε άλλες μεθόδους απεικόνισης, όπως η μαγνητική τομογραφία και η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων.

«Το θεωρούμε ένα θεμελιώδες εργαλείο που θα μπορούσε να τυποποιήσει και να βελτιώσει τον τρόπο στόχευσης των όγκων στην ακτινοθεραπευτική ογκολογία, ειδικά σε περιβάλλοντα όπου η πρόσβαση σε εξειδικευμένη γνώση είναι περιορισμένη», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Troy Teo, εκπαιδευτής ακτινοθεραπευτικής ογκολογίας στο Feinberg.

«Αυτή η τεχνολογία μπορεί να συμβάλει στην παροχή πιο συνεπούς φροντίδας σε όλα τα ιδρύματα και πιστεύουμε ότι η κλινική εφαρμογή θα είναι δυνατή μέσα σε μερικά χρόνια», πρόσθεσε ο Teo.

Πηγή: Northwestern University