Precizia în tratamentul cancerului înseamnă adesea diferenţa dintre viaţă şi moarte, iar acum, un nou instrument bazat pe inteligenţă artificială (AI) promite să schimbe fundamental modul în care medicii detectează şi abordează tumorile pulmonare.
Noul sistem de AI aduce o schimbare majoră în radioterapia oncologică, prin abilitatea sa de a contura automat, în trei dimensiuni, tumorile pulmonare şi de a le urmări în timp real, odată cu mişcările respiratorii ale pacientului.
Antrenat pe imagini provenite din mai multe spitale, acest instrument a egalat performanţa specialiştilor umani, a identificat zone canceroase pe care unii medici le-au omis şi ar putea accelera planificarea tratamentului, reducând în acelaşi timp riscul de erori care pot fi fatale.
În radioterapia oncologică, precizia este esenţială pentru a salva vieţi. Oncologii trebuie să delimiteze cu mare exactitate dimensiunea şi localizarea unei tumori, pentru a aplica radiaţii cu doze mari care să distrugă celulele canceroase, protejând în acelaşi timp ţesuturile sănătoase.
Totuşi, acest proces, numit segmentare tumorală, este realizat manual, necesită mult timp, diferă de la un medic la altul şi poate duce la omisiuni importante.
Acum, o echipă de cercetători de la Northwestern Medicine a dezvoltat un instrument de inteligenţă artificială, numit iSeg, care nu doar că egalează medicii în conturarea cu acurateţe a tumorilor pulmonare pe scanările CT, ci poate evidenţia şi regiuni pe care unii medici le scapă din vedere, arată un studiu recent de amploare.
Spre deosebire de instrumentele anterioare bazate pe imagini statice, acesta este primul sistem de învăţare profundă 3D care a demonstrat că poate segmenta tumori în mişcare, odată cu fiecare respiraţie, un factor important în planificarea tratamentului cu radioterapie, de care beneficiază pacienţii cu cancer.
O echipă de cercetători de la Northwestern Medicine a creat un instrument de AI capabil să contureze tumorile pulmonare pe scanările CT cu aceeaşi precizie ca medicii, reuşind totodată să identifice zone pe care aceştia le pot scăpa din vedere. În imagine: Troy Teo, instructor în radioterapie oncologică la Feinberg şi coautor al studiului. Credit: Northwestern University
„Suntem cu un pas mai aproape de tratamente oncologice mai precise decât ne-am fi putut imagina în urmă cu doar un deceniu. Scopul acestei tehnologii este să le oferim medicilor instrumente mai bune”, a declarat dr. Mohamed Abazeed, autor principal al studiului, şeful Departamentului de Radioterapie Oncologică de la Northwestern University Feinberg School of Medicine, care conduce o echipă de cercetare axată pe dezvoltarea de soluţii bazate pe date pentru personalizarea şi îmbunătăţirea tratamentului cancerului.
Studiul a fost publicat luni, în revista npj Precision Oncology.
Cercetătorii de la Northwestern au antrenat instrumentul de AI folosind scanări CT şi contururi tumorale desenate de medici pentru sute de pacienţi cu cancer pulmonar, trataţi în nouă clinici din reţelele Northwestern Medicine şi Cleveland Clinic. Acesta este un eşantion mult mai amplu decât cele folosite în multe studii anterioare, care se bazau pe date dintr-un singur spital.
După ce a fost antrenat, algoritmul a fost testat pe imagini de la pacienţi noi, pe care nu le mai văzuse. Contururile generate de AI au fost apoi comparate cu cele realizate de medici.
Rezultatele au arătat că noul sistem AI a reuşit constant să reproducă cu acurateţe delimitările făcute de experţi, indiferent de spitalul în care au fost realizate scanările sau de tipul acestora.
În plus, AI-ul a identificat zone suplimentare pe care unii medici nu le-au observat, iar aceste regiuni s-au dovedit a fi asociate cu evoluţii mai slabe atunci când nu erau tratate. Acest lucru sugerează că iSeg are potenţialul de a detecta arii cu risc crescut care, altfel, ar putea trece neobservate în practica clinică.
Acesta poate standardiza procesul de conturare a tumorilor, reducând diferenţele care apar între spitale sau între medici, în funcţie de experienţă, resurse sau nivel de specializare.
Cu alte cuvinte, tehnologia oferă tuturor pacienţilor, indiferent de locul în care sunt trataţi, şanse egale la un plan de radioterapie precis şi de calitate, contribuind astfel la o îngrijire medicală uniformă şi corectă.
Autorul studiului, Troy Teo, demonstrează cum instrumentul bazat pe AI conturează o tumoră pulmonară în timp ce aceasta se mişcă odată cu fiecare respiraţie a pacientului. Credit: Northwestern University
