Ar putea fi inteligența artificială cheia diagnosticării cancerului?11 min read

Un pas esențial în tratarea cancerului este detectarea acestuia cât mai devreme posibil. Acum apar tehnologii care fac acest lucru posibil prin inteligența artificială, ce ar putea permite diagnosticarea și tratarea cancerului chiar din stadiul incipient. Treptat, aceste tehnologii pătrund și în spitalele din România.

Inovația în domeniul medical are un impact major, în special când contribuie la tratarea unor boli complexe și greu de diagnosticat, precum cancerul. În acest context, în ultimii ani, inteligența artificială începe să își câștige locul în spitalele din toată lumea. Tehnologiile bazate pe AI sunt importante, pentru că pot analiza date imagistice pixel cu pixel și să identifice anomalii care pot fi omise de ochiul uman.

Până în prezent, au existat câteva reușite importante ale inteligenței artificiale în domeniul medical. De exemplu, o echipă de cercetători a dezvoltat un algoritm care detectează cancerul pulmonar și evită rezultatele fals pozitive,„Multi-view Convolutional Neural Network for lung nodule false positive reduction”, sciencedirect.com adică orice modificări care pot semăna cu cancerul, dar nu sunt maligne. Un alt grup de oameni de știință a creat un algoritm AI care poate prezice riscul de cancer la sân al unei persoane în următorii cinci ani, pe baza unei mamografii.„Toward robust mammography-based models for breast cancer risk”, pubmed.ncbi.nlm.nih.gov

Alte două proiecte recente folosesc inteligența artificială în diagnosticarea cancerului: un senzor tactil care detectează cancerul la sân și un software care realizează conturul organelor cu risc pe radiografii. Cel din urmă a fost dezvoltat de o echipă de programatori din România și va fi implementat în curând în numeroase spitale din țară.  

Cum funcționează senzorul care „simte” cancerul?

Cancerul de sân este cel mai întâlnit tip de cancer la femei. Doar în 2020, mai mult de 2,26 milioane de cazuri au fost depistare în întreaga lume.„Breast cancer statistics”, wcrf.org Boala presupune înmulțirea incontrolabilă a unor celule din țesutul mamar, care formează o tumoră. 

La fel ca la orice alt tip de cancer, un pas esențial în tratarea bolii este detectarea sa din timp. Multă vreme, medicii nu au avut la îndemână aparatura necesară pentru a detecta boala într-un stadiu incipient. În anii 1950, singura modalitate prin care medicii puteau vedea interiorul corpului era radiografia, iar screeningul nu exista. Diagnosticarea cancerului era dificilă, iar rata de supraviețuire – redusă. Operațiile invazive și radioterapia prea puțin sofisticată erau principalele tratamente împotriva cancerului. 

Odată cu avansul tehnologiei, oamenii de știință au început să dezvolte unelte care să ușureze munca medicilor și să salveze pacienții. Ultima propunere a fost făcută de un grup de cercetători din Coreea de Sud, care a propus folosirea inteligenței artificiale pentru a detecta cancerul la sân cât mai devreme posibil. 

Dispozitivul creat de cercetătorii coreeni folosește un senzor tactil de mărimea unui cip, care poate stabili consistența unui obiect. Pus în contact cu țesutul mamar, senzorul produce semnale electrice cu frecvențe diferite, care indică duritatea țesutului. Aceste frecvențe sunt, mai apoi, interpretate de un algoritm AI specializat și pot fi văzute pe ecranul medical. Așa, cadrele medicale vor putea afla dacă pacienta suferă de cancer la sân. 

În cadrul studiului, publicat în Advanced Materials,„An Artificial Tactile Neuron Enabling Spiking Representation of Stiffness and Disease Diagnosis”, wiley.com au fost adunate date de la 201 de biopsii mamare de la 173 de femei. Ulterior, pentru 66 de tumori maligne și 66 de tumori benigne au fost făcute analize cu ultrasunete, pentru a verifica acuratețea dispozitivului. În urma analizei, s-a constatat că acesta funcționează cu o acuratețe de 96%. Deși oamenii de știință au încercat să creeze senzori tactili artificiali și în trecut, este pentru prima dată când unul funcționează atât de bine. 

Lee Hyun-Jung, vicepreședinta Institutului Coreean de Știință și Tehnologie și cercetătoare în acest proiect,  a spus într-o declarație pentru Arirang NewsDeclarația este disponibilă pe youtube.com că, dacă oamenii pot distinge cu ușurință nivelul de duritate, acest lucru este mult mai dificil pentru un obiect artificial. Ea mai spune că este semnificativ faptul că, pe lângă senzor, au reușit să dezvolte și o tehnologie care să poată cuantifica nivelul de duritate. 

Această nouă tehnologie ar putea fi utilă și în tratarea altor tipuri de cancer, sau a altor boli. De exemplu, senzorul ar putea detecta limita de invazie a tumorilor și ar putea fi folosit în domeniul chirurgiei robotice, acolo unde medicii nu pot atinge locul pe care urmează să-l opereze. 

Inteligența artificială în spitalele din România

Folosirea inteligenței artificiale în medicină începe să fie utilizată și de spitalele din România, pentru diagnosticarea timpurie a cancerului. De exemplu, AIMinded,Site oficial: aiminded.ro o companie cu bazele în Timișoara, a creat AIM-Contouring, un software care folosește inteligența artificială în radioterapie, pentru a realiza segmentarea și conturul organelor cu risc. 

În prezent, în practica clinicilor, conturarea organelor pe baza imaginilor obținute la tomografia computerizată (CT) se face manual, de către medic. Aceasta este încă realizată cu un nivel scăzut de automatizare, iar combinarea imaginilor implică o revizie lungă și inexactă, cu o durată de câteva ore. 

Prin software-ul dezvoltat de AIMinded, medicii pot să genereze automat contururi de calitate înaltă ale organelor în doar două minute, fapt ce accelerează tratarea pacienților. Tehnologia a fost introdusă deja în câteva spitale și testată parțial. 

Software-ul automat de conturare SMART-AIM ca punct de plecare pentru segmentarea organelor cu risc în radioterapie permite un câștig semnificativ de timp în comparație cu alte soluții, în vederea diagnosticării corecte a pacientului. Foto: www.aiminded.ro

Cu ajutorul acestui program care folosește inteligența artificială, medicii pot să identifice tumori de dimensiuni reduse (de mai puțin de zece milimetri) și pot analiza CT-urile în format 3D. Astfel, timpul pentru detectarea bolii va fi scurtat, iar medicii se pot concentra pe cazurile dificile și pe tratarea propriu-zisă a pacienților.

„Cred că, în câțiva ani, soluțiile bazate pe inteligența artificială, mai ales în domeniile de imagistică (radiologie și radioterapie), vor fi obligatorii. Doctorii vor vedea cu adevărat potențialul acestor soluții, atât timp cât au încredere în procesul de dezvoltare al acestora”, a declarat Alexandru Vesa, CEO AIMinded, pentru Mindcraft Stories. El mai spune că tehnologiile bazate pe inteligența artificială vor aduce și mai multă siguranță și încredere în rândul pacienților.