Достижения в области искусственного интеллекта (ИИ) могут привести к прорыву в методах выявления онкологических заболеваний молочной железы и оценки риска развития патологии.
Недавнее шведское исследование показало, что искусственный интеллект способен повысить на 20% выявления случаев рака молочной железы, по сравнению с опытным рентгенологом. И при этом объём работы по чтению маммограмм сократить более чем на 40%. Исследование показывает, что искусственный интеллект может стать полезным инструментом для диагностики, а также помочь врачам и рентгенологам более эффективно выполнять свою работу.
В ходе эксперимента — а именно выборочного, контролируемого, популяционного исследования, опубликованного в журнале The Lancet Oncology, — было изучено 80033 результата анализа маммограмм, сделанных женщинам в Швеции. Участницы в возрасте от 40 до 80 лет были разделены на две группы. С апреля 2021 г. по июль 2022 г. маммограммы одной группы женщин перед анализом радиологом считывались искусственным интеллектом, а маммограммы второй группы читались двумя радиологами без использования искусственного интеллекта.
В группе участниц, у которых маммограммы читались не только ИИ, но и радиологом, было выявлено на 20% больше раковых образований, чем в группе, чьи маммограммы читались двумя радиологами.
«В нашем исследовании мы использовали ИИ для выявления скрининговых обследований с высоким риском развития рака молочной железы, которые проходили двойное чтение радиологами. Остальные исследования были отнесены к категории низкого риска и читались только одним радиологом. При экранном чтении рентгенологи использовали ИИ в качестве вспомогательного средства диагностики, которое выделяло подозрительные находки на изображениях», — написала Кристина Ланг, ведущий научный сотрудник этого проекта, в статье об исследовании на сайте Лундского университета.
Ланг является доцентом кафедры диагностической радиологии университета, а также консультантом университетской больницы Skane.
В ходе изучения было установлено, что в группе ИИ 75% выявленных раков были инвазивными, а 25% — in situ (лат. — на месте). Среди тех, чьи маммограммы анализировались двумя радиологами (контрольная группа), инвазивные раки были выявлены в 81% случаев, а in situ — в 19%.
Карцинома in situ
Карцинома in situ возникает в тех случаях, когда под микроскопом клетки могут выглядеть раковыми, но локализованы и не распространились за пределы своего очага. Слово in situ означает «на своём месте». Карцинома in situ считается нулевой стадией, или неинвазивным раком. Клетки in situ не являются злокачественными или раковыми, но иногда они могут стать таковыми и распространиться из своего первоначального места.
Карцинома in situ может возникнуть в любом месте организма, но существует два типа, связанных с молочной железой: протоковая карцинома in situ (DCIS) и дольковая карцинома in situ (LCIS).
Протоковая карцинома in situ возникает, когда клетки растут в молочных протоках, а дольковая карцинома in situ означает, что они растут в дольках желёз, вырабатывающих молоко.
DCIS переходит в рак только в 20% случаев, и ежегодно в США диагноз DCIS ставится примерно 60 тыс. человек.
Женщинам важно правильно понимать значение терминов карцинома in situ и особенно DCIS и LCIS, относящихся к молочной железе, чтобы принять решение о целесообразности их лечения. Многие врачи могут не полностью объяснить значение DCIS и LCIS, что может привести к тому, что женщины будут проходить лечение, в котором нет необходимости. Выявление этих видов рака с помощью маммографии позволяет врачам и онкологам обратить на них внимание, чтобы исключить распространение клеток из очага и их перерождение в рак молочной железы в будущем.
Сокращение рабочей нагрузки
Исследование также показало, что при использовании искусственного интеллекта объём работы по чтению маммограмм сократился на 44%. Для сравнения: в группе, поддерживаемой ИИ, было 46’345 маммограмм, и по словам Ланг, радиологи читали в среднем 50 скрининговых изображений в час. Использование искусственного интеллекта позволило сократить время, которое потребовалось бы радиологам для прочтения такого количества снимков, примерно на пять месяцев.
В Швеции каждое скрининговое исследование молочной железы читается двумя рентгенологами, что называется двойным чтением, для обеспечения точности. Однако в Швеции, так же как и в других странах, существует нехватка специалистов по радиологии молочной железы. Возможно, в будущем добавление искусственного интеллекта поможет сократить часть рабочего времени, затрачиваемого на чтение результатов скрининговых исследований грудных желёз.
ИИ не повлиял на количество ложноположительных результатов
«Мы обнаружили, что использование ИИ привело к выявлению на 20% больше раковых заболеваний по сравнению со стандартным скринингом, не влияя на количество ложноположительных результатов. Ложноположительный результат при скрининге возникает в том случае, если женщина была повторно обследована, и подозрение на рак было снято», — пишет Ланг.
Ложноположительные результаты являются одной из проблем программ маммографического скрининга. Считается, что вероятность получения ложноположительного результата после проведения одной маммографии составляет от 7% до 12%, и чаще всего она встречается у молодых женщин и женщин с плотной грудью (около 40% женщин). Однако с течением времени вероятность получения ложноположительного результата возрастает, и через 10 лет ежегодных маммографий этот риск увеличивается до 50%–60%.
Врачи и учёные срочно ищут более эффективные способы выявления рака молочной железы и прогнозирования риска его развития, поскольку показатели заболеваемости растут на 0,5% в год. В настоящее время рак молочной железы составляет около 30% всех новых случаев рака, ежегодно диагностируемых у женщин в США, и является самым распространённым онкологическим заболеванием в мире, составляя ежегодно 12,5% всех новых случаев рака в мире.
Другие исследования с использованием искусственного интеллекта для выявления рака молочной железы
В ходе других исследований также изучались возможности использования искусственного интеллекта для выявления злокачественных новообразований молочной железы.
В одном из исследований было показано, что ИИ лучше предсказывает риск развития онкологических заболеваний молочной железы, чем стандартные клинические модели анализа риска. В исследовании использовались маммограммы, которые оценивались с помощью пяти алгоритмов искусственного интеллекта, и все они смогли прогнозировать развитие онкологической патологии на пять лет вперёд лучше, чем стандартные модели определения риска. Алгоритмы выявляли как пропущенные раковые опухоли, так и особенности тканей молочной железы, которые помогают предсказать будущие раковые опухоли. Исследование также показало, что сочетание алгоритмов искусственного интеллекта и стандартных моделей риска позволяет существенно улучшить прогнозирование рака груди.
В статье, опубликованной в журнале Becker’s Hospital Review, говорится, что венгерские врачи используют искусственный интеллект, способный обнаружить рак молочной железы за четыре года до его развития. Эта технология называется компьютерной диагностикой, и с её помощью ИИ может определять на маммограмме участки, которые рентгенологи и врачи должны осмотреть более тщательно.
В лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института также разработана модель прогнозирования, которая способна предвидеть развитие рака молочной железы на пять лет вперёд на основе маммограммы пациентки. Алгоритм был обучен на более чем 200 тыс. снимков и оказался значительно точнее предыдущих методов в прогнозировании риска развития рака и выявлении групп повышенного риска. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Translational Medicine.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Radiology, была предпринята попытка оценить, насколько эффективным может быть искусственный интеллект для выявления рака молочной железы. Используя имеющийся в продаже алгоритм искусственного интеллекта, исследователи сравнили его с 552 людьми, читавшими скрининговые маммограммы. Исследование показало, что искусственный интеллект выявляет рак молочной железы так же хорошо, как и человек.
По оценкам Национального института рака, около 20% случаев возникновения онкологических заболеваний молочной железы пропускается при использовании маммографии. Возможно, использование алгоритмов искусственного интеллекта позволит повысить эффективность выявления рака молочной железы и увеличить шансы женщин на выживание.
Каково же будущее использования искусственного интеллекта для скрининга рака молочной железы? В заявлении на сайте Лундского университета по поводу шведского исследования Ланг отмечает, что скрининг — сложный процесс, и заявляет:
«Всегда необходимо учитывать баланс между пользой и нанесением вреда. То, что метод скрининга выявляет больше раковых заболеваний, не обязательно означает, что он лучше. Важно найти метод, позволяющий выявить клинически значимый рак на ранней стадии».
«Однако это должно быть сбалансировано с учётом ущерба от ложноположительных результатов и гипердиагностики вялотекущего рака. Результаты нашего первого анализа показывают, что скрининг при поддержке ИИ безопасен, так как частота выявления рака не снизилась, несмотря на существенное уменьшение объёма работы по чтению скрининга».
Планируется провести анализ интервальных раков — внезапно проявляющихся между регулярными скринингами и часто агрессивных — чтобы выяснить, приводит ли скрининг с поддержкой ИИ также к повышению эффективности.
Эмма Сатти — врач иглорефлексотерапевт, в последнее десятилетие она много писала о здоровье для различных изданий. В настоящее время она является репортёром по вопросам здоровья в газете The Epoch Times, освещая вопросы восточной медицины, питания, травматологии и образа жизни.
__________
Чтобы оперативно и удобно получать все наши публикации, подпишитесь на канал Epoch Times Russia в Telegram
