Algorytmy głębokiego uczenia najlepszym przyjacielem kobiety
Na przestrzeni ostatnich 30 lat w UE udało się uniknąć około 440 000 zgonów na skutek raka piersi, częściowo dzięki lepszym badaniom przesiewowym, wczesnej diagnozie i leczeniu. Takie informacje w odniesieniu do nowotworu piersi podaje opublikowany w czasopiśmie „Annals of Oncology” artykuł pt. „European cancer mortality predictions, 2019”, opierając się na danych Światowej Organizacji Zdrowia oraz Eurostatu. Jednak służby opieki zdrowotnej odczuwają nieustającą presję, gdyż w niektórych krajach brakuje radiologów ze stosowną specjalizacją, a jednocześnie społeczeństwo starzeje się coraz bardziej, przez co rośnie odsetek przypadków wśród kobiet w podeszłym wieku. Aby temu zaradzić, w ramach unijnego projektu MAMMO1 opracowano oparte na sztucznej inteligencji oprogramowanie o nazwie Mia – Mammography Intelligent Assessment, które odczytuje wyniki mammografii i łagodzi skutki kryzysu w sferze pracowników służby zdrowia. Oparte na algorytmach głębokiego uczenia oprogramowanie potrafi rozpoznać objawy nowotworu i wskazać obszar, który należy dokładnie zbadać. Podczas trwającego cztery miesiące projektu firmie Kheiron Medical Technologies, która stworzyła to oprogramowanie, udało się uzyskać oznakowanie CE, aby sprzedawać swój produkt w UE do stosowania w roli niezależnego drugiego czytającego w programach obsługujących podwójne sczytywanie. Według unijnych norm badań przesiewowych pod kątem nowotworu piersi każdy mammogram powinien zostać odczytany przez dwóch radiologów. Ponadto w idealnych warunkach żaden z nich nie wie, do jakich wniosków doszła druga osoba. „Jednak te dobre praktyki nijak się mają do rzeczywistości, jeśli nie ma wystarczającej liczby radiologów”, mówi koordynator projektu, dr Hugh Harvey. „Mia może wesprzeć radiologów, by mieli oni czas na wykonywanie bardziej złożonych zadań, przeprowadzanie badań obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, biopsję oraz na opiekę nad pacjentami”, mówi dr Harvey. Nadchodzący kryzys W ciągu dziewięciu lat praktyki radiologa dr Harvey na własnej skórze przekonał się, jaka jest skala niedoboru radiologów w Zjednoczonym Królestwie (UK). Wydany przez Royal College of Radiologists raport Clinical Radiology UK Workforce Census Report wskazuje, że 20 % obecnej siły roboczej dostępnej na potrzeby radiologii piersi przejdzie w ciągu kolejnych pięciu lat na emeryturę, a w systemie nie ma wystarczającej liczby kształcących się osób, by ich zastąpić. „W UK jest mniej radiologów, niż tygrysów zagrożonych wyginięciem w dziczy”, dodaje dr Harvey, który jest jednym z trzech radiologów współpracujących w firmie Kheiron z zespołem 20 inżynierów nad testowaniem i rozwijaniem oprogramowania Mia. W trakcie projektu MAMMO1 zespół przetestował system Mia na 2,8 mln historycznych mammogramów pozyskanych z klinik w UK i na Węgrzech. Oprogramowanie wykazało taki sam poziom czułości i specyficzności, co radiologowie analizujący mammogramy. W odróżnieniu od typowego procesu uczenia maszynowego, algorytmy głębokiego uczenia oprogramowania Mia nie wymagają zaprogramowania komputera do szukania specyficznych danych. System uczy się sam, na podobieństwo ludzkiego mózgu skonstruowanego z warstw. „Dzięki głębokiemu uczeniu można bardzo szybko opracować model, który wyszuka trudno uchwytne cechy nowotworu, jednak wymaga to ogromnej mocy obliczeniowej. Jeden z naszych procesorów kosztuje 100 000 EUR”, mówi dr Harvey. To jedna z przyczyn, dla których tak chętnie skorzystano z dofinansowania UE. Obecnie naukowcy przeprowadzają duże badanie perspektywiczne, w ramach którego system Mia pracuje w czasie rzeczywistym wspólnie z radiologiami. Badacze sprawdzają też model cenowy bazujący na płatnościach opartych na częstotliwości użytkowania, co byłoby rozwiązaniem przystępnym dla szpitali. „Mamy nadzieję, że oprogramowanie Mia zagwarantuje wszystkim kobietom w UE tę samą jakość leczenia w trakcie badań przesiewowych, utrzymując wysoką dokładność i krótki czas raportowania wyników”, dodaje na koniec dr Harvey.
Słowa kluczowe
MAMMO1, Mia, nowotwór piersi, mammogramy, kryzys w sferze pracowników, radiolodzy, Kheiron Medical Technologies