Podle výsledků studie zveřejněné v pondělí 8. května v odborném časopise Nature Medicine dokážou algoritmy umělé inteligence odhalit rakovinu slinivky břišní a předpovědět, zda se u pacientů toto onemocnění rozvine, až o tři roky dříve, než by stejnou diagnózu stanovil lidský lékař, informuje The Register.
Rakovina slinivky je jedním z nejvážnějších onemocnění – pěti let od diagnózy se dožívá jen zhruba 12 % pacientů. Tomuto onemocnění podlehl například zakladatel Applu Steve Jobs. Vědci z Dánska a USA mají za to, že by ji umělá inteligence mohla lékařům pomoci odhalit v časnějších stádiích, pokud by software dokázal spolehlivě předpovědět, u kterých pacientů existuje zvýšené riziko propuknutí onemocnění.
AI proti rakovině
Vědci trénovali algoritmy AI na milionech lékařských záznamů získaných v dánském národním registru pacientů a v datovém úložišti amerických veteránů (US Veterans Affairs Corporate Data Warehouse). Modely byly vyškoleny tak, aby přiřazovaly kódy diagnóz – označení používaná nemocnicemi pro popis různých zdravotních stavů – k rakovině slinivky břišní.
Některé kódy diagnóz, například žloutenka, bolesti břicha a pánve či úbytek hmotnosti, jsou s nemocí spojeny těsněji – zejména pokud jsou zjištěny u pacientů přibližně šest měsíců před stanovením diagnózy – zatímco jiné, jako například diabetes 2. typu, anémie nebo zánět slinivky břišní, bývají obvykle zjištěny dříve.
„Rakovina se v lidském těle vyvíjí postupně, často po mnoho let a poměrně pomalu, dokud se nemoc neprojeví,“ uvedl spoluautor studie Chris Sander, který pracuje jako vedoucí laboratoře na katedře systémové biologie na Harvard Medical School. „Systém umělé inteligence se pokouší učit ze symptomů v lidském těle, které mohou souviset s těmito postupnými změnami.“
„Přestože systém umělé inteligence dokáže dělat poměrně přesné předpovědi, neumí, respektive v současné době nedokáže, identifikovat mechanismy nebo příčinné události. Stejně jako často ve vědě, i zde platí, že korelace je užitečná pro předpovědi, ale příčinná souvislost se zjišťuje mnohem obtížněji,“ dodal Sander.
Školení umělé inteligence
Nejefektivnější model ukázal, že z tisícovky nejrizikovějších pacientů starších 50 let se u přibližně 320 rozvine rakovina slinivky. Model je méně přesný při pokusech o předpověď rakoviny slinivky v delších časových horizontech u pacientů mladších padesáti let.
„Umělá inteligence má potenciál vytvořit na základě reálných klinických záznamů škálovatelný pracovní postup pro včasnou detekci rakoviny, přesunout pozornost z léčby pozdních stadií rakoviny na léčbu časných stadií, zlepšit kvalitu života pacientů a zvýšit poměr přínosů a nákladů na onkologickou péči,“ uvádí se v článku.
Účinná predikce v reálném prostředí bude záviset na kvalitě anamnézy pacientů. Studie zjistila, že budoucí nástroje pro screening rakoviny slinivky břišní založené na umělé inteligenci budou muset být vyškoleny na datech konkrétní lokální populace. Například model vycvičený na datech od dánských pacientů nebyl tak přesný při aplikaci na pacienty z USA.
„Vzhledem ke zkušenostem z Dánska a jednoho nebo dvou amerických zdravotnických systémů to znamená, že v každé zemi s odlišnými podmínkami a jinými systémy je nejlepší model na místní úrovni přeškolit. Umělá inteligence potřebuje k tréninku velké množství dat. Přístup v různých lokalitách není jednoduchý, protože zdravotnické záznamy jsou a měly by být důvěrné. Je tedy nezbytné schválení a zabezpečení dat,“ konstatoval Sander.
Co ukázala studie
Studie je teprve v počáteční fázi a software zatím nelze použít k provádění screeningových programů. Než bude možné zahájit zkušební provoz, je třeba jej zdokonalit. Přesto se vědecký tým domnívá, že s vylepšením technologie a snížením provozních nákladů by se umělá inteligence mohla v budoucnu stát cenným nástrojem pro screening.
„Po zavedení screeningového programu budou náklady na výpočetní techniku při použití softwaru malé. Značné výpočetní prostředky spotřebuje školení. Samotné klinické testy, které mají odhalit časné příznaky rakoviny nebo odhalit rakovinu, když je ještě ve velmi časném stadiu, jsou nákladné, mnohem dražší než například mamografické vyšetření,“ dodal Sander.
„Mnoho typů rakoviny, zejména ty, které je obtížné včas identifikovat a léčit, představuje neúměrnou daň pro pacienty, rodiny a celý systém zdravotní péče,“ uvedl spoluautor studie Søren Brunak, který působí jako profesor biologie nádorů a ředitel výzkumu v Centru pro výzkum proteinů Nadace Novo Nordisk na Kodaňské univerzitě.
„Screening založený na umělé inteligenci je příležitostí, jak změnit trajektorii rakoviny slinivky břišní, agresivního onemocnění, které je dlouhodobě obtížné včas diagnostikovat a včas léčit, když je šance na úspěch nejvyšší,“ uzavřel Brunak.