Wiele nerek z guzami usuwanych jest niepotrzebnie, ponieważ zmiany okazują się łagodne. Dzięki specjalistom z gdańskiej uczelni powstał system sztucznej inteligencji, który rozpoznaje łagodne zmiany na podstawie badań tomograficznych.
Guzy nerek pojawiają się często u seniorów, dla których operacja bywa ryzykowna – zwracają uwagę naukowcy z Politechniki Gdańskiej. Jednocześnie – jak przypominają – nawet od 15 do 20 proc. zabiegów usunięcia nerki z powodu obecności guza w Polsce wykonywane jest niepotrzebnie. Oznacza to rocznie ok. 900 zbędnych operacji.
Aby pomóc lekarzom i pacjentom, naukowcy z PG opracowali oparty na technologii uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji system TITAN (Technology In Tumor ANalysis). Potrafi on określić prawdopodobieństwo złośliwości guza nerki na podstawie samych zdjęć tomografii komputerowej jamy brzusznej.
W projekcie wzięli udział pracownicy badawczo-dydaktyczni Wydziału Fizyki Stosowanej i Matematyki Technicznej – dr inż. Patryk Jasik (Team Leader) i dr inż. Paweł Syty (Product Owner) oraz studenci tego wydziału i Wydziału Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki – Aleksander Obuchowski (Head AI Architect), Roman Karski (Data Scientist), Barbara Klaudel (Medical Image Specialist), Bartosz Rydziński (Backend Developer) i Mateusz Anikiej (Devops). Współpracował z nimi lekarz Mateusz Glembin z Oddziału Urologii szpitala św. Wojciecha w Gdańsku.
Do wytrenowania sztucznej inteligencji badacze użyli ponad 15 tys. zdjęć tomograficznych pochodzących od prawie 400 pacjentów.
System jest skuteczny w 87 proc, jednak szczególnie dobrze rozpoznaje łagodne guzy, a to jego główne zadanie.
– Przy opracowywaniu naszego algorytmu przykładaliśmy szczególną uwagę do rozpoznawania guzów łagodnych, gdyż to właśnie poprawne ich wykrycie może potencjalnie uratować życie pacjenta – tłumaczy Aleksander Obuchowski
– Nie było to łatwe zadanie, gdyż guzy łagodne stanowiły tylko 26 proc. naszej bazy danych. Po przeanalizowaniu dziesiątek architektur sieci neuronowych i metod przetwarzania obrazów, udało się nam jednak osiągnąć wynik 10/10 poprawnie rozpoznanych guzów łagodnych – dodaje.
Oczywiście komputer nie będzie samodzielnie stawiał diagnoz. Ma jednak stanowić ważną pomoc dla specjalistów.
– Dzięki wykorzystaniu systemu TITAN lekarz uzyskuje dodatkową opinię w postaci sugestii algorytmu w ciągu zaledwie kilkunastu sekund – wyjaśnia dr inż. Patryk Jasik.
– System nie zastępuje jednak diagnozy lekarskiej, a jedynie zwraca uwagę na to, które przypadki mogły zostać błędnie zaklasyfikowane. Dzięki systemowi lekarze są w stanie uważniej przyjrzeć się takim guzom, skonsultować diagnozę z innymi specjalistami, bądź skierować pacjenta na dalsze badania. Taka selekcja w rezultacie może znacząco ograniczyć liczbę błędnie zdiagnozowanych guzów – tłumaczy ekspert.
Opracowane algorytmy mogą się stawać coraz inteligentniejsze, ponieważ będą dalej się uczyły, analizując kolejne przypadki.
System powstał w ramach programu e-Pionier prowadzonego spółkę celową Politechniki Gdańskiej – Excento. e-Pionier łączy zespoły młodych programistów z instytucjami publicznymi, pomagając im w przygotowywaniu innowacyjnych rozwiązań z branży teleinformatycznej.
Problem braku narzędzi diagnostycznych wykorzystujących technologie informatyczne został zgłoszony z ramienia spółki Copernicus Podmiot Leczniczy Sp. z o. o. oraz szpitala św. Wojciecha w Gdańsku przez dr. n. med. Wojciecha Narożańskiego. Jak podaje Politechnika, projekt tematycznie wpisuje się w dwa priorytetowe obszary badawcze uczelni. Pierwszy obszar to badanie i wdrażanie nowoczesnych technologii z zakresu inżynierii biomedycznej realizowane przez Centrum BioTechMed. Drugi to poprawa szeroko rozumianego bezpieczeństwa i komfortu życia społeczeństwa realizowane przez Centrum Technologii Cyfrowych.
Już w najbliższym czasie system TITAN będzie wprowadzany do praktyki klinicznej. Ma zostać wdrożony w szpitalu św. Wojciecha w Gdańsku, aby pomagać lekarzom w diagnostyce bieżących przypadków. Jak zwracają uwagę twórcy, będzie to pierwszy tego typu system w Polsce wykorzystywany w praktyce.
Źródło: PAP – Nauka w Polsce
