Как искусственный интеллект помогает в борьбе с раком груди
25 июля 2023 г.
Рак груди. Это был совсем не тот диагноз, который Сара (имя изменено) хотела бы услышать. В то время, когда это произошло, ей был 31 год, она недавно вышла замуж и надеялась родить ребенка. Дело не только в диагнозе. Рак молочной железы - это шесть потерянных лет жизни: один год - на химиотерапию, еще пять - на гормональную или эндокринную терапию. А гормональная терапия могла повлиять на ее способность забеременеть. Теоретически Сара могла бы заморозить свои яйцеклетки, а затем, в возрасте 37 лет, попробовать экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), чтобы родить ребенка.
У Сары были признаки рака на ранней стадии, чувствительного к гормональным рецепторам. Поэтому она прошла обследование. Врачи использовали тест, основанный на искусственном интеллекте (ИИ). Он, к счастью, показал, что опухоль у Сары была неагрессивной, а риск рецидива рака молочной железы в течение последующих пяти лет - невелик.
Сегодня она - счастливая мать пятилетнего ребенка и завершает курс гормональной терапии. Сара - одна из 2500 пациенток, которым удалось избежать химиотерапии благодаря тесту, способному спрогнозировать развитие болезни на основе искусственного интеллекта, разработанному индийской компанией OncoStem Diagnostics. Это одна из немногих компаний, работающих в области ИИ в Южной Азии.
Самая распространенная форма рака у женщин
Рак молочной железы в 2020 году был признан наиболее часто диагностируемой формой заболевания у женщин, причем тяжесть этого заболевания растет, особенно в развивающихся странах, таких как Афганистан, Пакистан и некоторые государства Африки. В 2020 году от рака умерло почти 685 тыс. женщин. Ожидается, что в 2040 году это число увеличится до 1 млн смертей в год.
В странах с более высоким уровнем дохода заболеваемость раком в то время была выше, но смертность - ниже. В основном это было связано с улучшением выявления небольших опухолей на ранних стадиях, в том числе с помощью технологий, основанных на искусственном интеллекте.
Использование ИИ в ранней диагностике и скрининге рака
Возможно, искусственный интеллект пережил бум общественного внимания после запуска в ноябре 2022 года проекта Open AI's ChatGPT, но в здравоохранении и научных исследованиях ИИ существует уже давно. Использование машинного обучения для анализа медицинских изображений началось еще в 1980-х годах.
Машинное обучение (ML) - это область искусственного интеллекта, технология, которая улучшает свою результативность с помощью опыта и с течением времени. Но для этого ML необходимо иметь массу данных, на которых можно "тренироваться".
Сегодня, по словам исследователей, мы располагаем таким объемом данных, который делает эти машины гораздо более совершенными, чем 40 лет назад, и к тому же гораздо более мощными. Поэтому, похоже, они видят то, что не могут увидеть врачи.
Для скрининга рака груди врачи часто используют маммографию - рентгеновские снимки молочных желез. Однако на их эффективность влияют такие факторы, как плотность груди женщины. Плотность молочной железы отражает соотношение фиброзно-железистой ткани и жировой ткани в груди женщины.
Плотная грудь и некачественные методы визуализации затрудняют обнаружение опухолей на маммограммах. И это особенно важно, поскольку, как отмечают Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) США, если у женщины плотная грудь, то риск заболеть раком молочной железы выше. По данным одного из исследований, при маммографии могут быть пропущены от 10 до 30 процентов случаев рака молочной железы.
"Использование ИИ наиболее эффективно для раннего выявления и профилактики рака", - говорит Мехр-ун-Ниса Китчлу, исследователь ИИ и основатель RŌZ, стартапа по выявлению рака молочной железы, который выиграл The Microsoft Epic Challenge 2022 в Пакистане.
"Когда вы смотрите на снимок, одно дело иметь профессиональное мнение или несколько профессиональных мнений. Но иногда есть тонкие нюансы, которые невооруженным глазом невозможно уловить, а хорошо обученный ИИ может, и он помогает в их выявлении", - говорит Китчлу.
Возможности искусственного интеллекта в прогнозировании
Человек практически не способен делать прогнозы с большой долей уверенности. В какой-то мере мы пытаемся, но если бы у пациента была опасная для жизни генная мутация и он спросил бы врачей о своих шансах на здоровую жизнь в ближайшие десять лет, то лишь немногие рискнули бы сделать прогноз.
Однако ИИ может делать именно это. Искусственный интеллект в состоянии проанализировать характеристики опухоли - ее размер, количество пораженных лимфатических узлов или экспрессию соответствующих белков. ИИ может распознать закономерности и корреляции с различными подтипами рака. Это такой уровень сложности и масштаб данных, которыми человеку трудно оперировать.
Компания OncoStem провела исследование с участием европейских пациентов и утверждает, что ее тест CanAssist достаточно мощный, чтобы предсказать риск развития рака на срок до десяти лет. Он анализирует экспрессию определенных белков и дает врачам информацию о том, будет ли рак реагировать на гормональное лечение и потребуется ли химиотерапия.
"Проведение химиотерапии, когда ее можно было бы избежать, может иметь множество побочных эффектов для пациента. Выпадают волосы, можно очень легко заразиться инфекциями или заболеть лейкемией. Можно также получить множество неврологических расстройств", - говорит Манджири Бакре, соучредитель и генеральный директор компании OncoStem Diagnostics.
До появления на рынке OncoStem подобные тесты были доступны в США и Европе. Но в таких странах, как Индия и Пакистан, они были дороги, и многие пациенты не могли себе их позволить, говорит Бакре.
Без врачей пока не обойтись
По словам Китчлу, возможности ИИ безграничны, включая применение роботов в хирургии.
Однако, уверен Бакре, без врачей пока не обойтись. "Вмешательство человека все еще необходимо, поскольку возможны ошибки [при использовании ИИ]", - сказал Бакре.
ИИ предстоит еще многое сделать, чтобы понять генетические закономерности и найти индивидуальные планы лечения, учитывающие особенности генетической предрасположенности пациента. И если Сара смогла спланировать свою жизнь после рака благодаря ИИ, то другим женщинам может не повезти, если у них более агрессивные формы рака молочной железы, для которых модели ИИ еще не разработаны.
Смотрите также: