Ερευνητές στη Χαϊδελβέργη ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που μπορεί να ταξινομεί όγκους του εγκεφάλου με εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια, χρησιμοποιώντας απλές μικροσκοπικές τομές ιστών.
Το AI αξιοποιεί ψηφιοποιημένες κλασικές χρώσεις και είναι σε θέση να αναγνωρίζει περισσότερους από 100 μοριακούς υποτύπους όγκων του κεντρικού νευρικού συστήματος, αποδίδοντας αποτελέσματα μέσα σε λίγα λεπτά. Η εξέλιξη αυτή θα μπορούσε να επιταχύνει σημαντικά τη διάγνωση παγκοσμίως, μειώνοντας τον χρόνο αναμονής για κρίσιμα ιατρικά συμπεράσματα.
Οι όγκοι του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού παρουσιάζουν μεγάλη ετερογένεια, με τις σύγχρονες προσεγγίσεις να απαιτούν πλέον και μοριακή ανάλυση πέρα από τη μικροσκοπική εικόνα. Ιδιαίτερη σημασία έχει η ανάλυση μεθυλίωσης DNA, η οποία θεωρείται σήμερα το «χρυσό πρότυπο» για την ακριβή ταξινόμηση πολλών μορφών εγκεφαλικών όγκων.
Ωστόσο, οι εξετάσεις αυτές είναι πολύπλοκες, απαιτούν εξειδικευμένα εργαστήρια και ακριβό εξοπλισμό, χρειάζονται επαρκές δείγμα όγκου, διαρκούν περίπου δύο εβδομάδες για τα αποτελέσματα και σε πολλές περιοχές του κόσμου δεν είναι καν διαθέσιμες οι απαραίτητες τεχνολογίες.
AI «Hetairos»: Ταξινόμηση 102 υποτύπων όγκων με βάση χιλιάδες δείγματα
Ένα νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης με την ονομασία «Hetairos» αναμένεται να φέρει σημαντικές αλλαγές στη διάγνωση όγκων του κεντρικού νευρικού συστήματος, σύμφωνα με ερευνητές από το Γερμανικό Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο (DKFZ) και το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Χαϊδελβέργης.
Το AI αναπτύχθηκε από ομάδα με επικεφαλής τους Moritz Gerstung και Felix Sahm, με στόχο την πρόβλεψη του μοριακού υποτύπου ενός όγκου αποκλειστικά από κοινές ιστολογικές τομές, οι οποίες χρησιμοποιούνται καθημερινά στη ιατρική πρακτική. Το σύστημα εκπαιδεύτηκε και επικυρώθηκε με περισσότερες από 11.000 ψηφιοποιημένες τομές ιστών από 9.606 ασθενείς, με τα δεδομένα να προέρχονται από 11 ιατρικά κέντρα σε τέσσερις ηπείρους.
Το «Hetairos» μπορεί να διακρίνει 102 διαφορετικούς μοριακούς υποτύπους όγκων, καλύπτοντας σχεδόν ολόκληρο το φάσμα της ταξινόμησης του ΠΟΥ για τους όγκους του κεντρικού νευρικού συστήματος. Παράλληλα, παρέχει και εκτίμηση βεβαιότητας για κάθε διάγνωση, με υψηλή ακρίβεια που φτάνει το 87–88% όταν η εμπιστοσύνη του είναι αυξημένη.
Ακόμη και σε περιπτώσεις αβεβαιότητας, το σύστημα περιορίζει σημαντικά τις πιθανές διαγνώσεις, διευκολύνοντας τους παθολογοανατόμους να επιλέξουν τα κατάλληλα επόμενα διαγνωστικά βήματα.
Το AI «Hetairos» ξεπερνά σε ακρίβεια ειδικούς παθολόγους
Εντυπωσιακά είναι τα αποτελέσματα της σύγκρισης του συστήματος τεχνητής νοημοσύνης «Hetairos» με έμπειρους νευροπαθολόγους, καθώς το AI εμφανίζει σαφώς υψηλότερη ακρίβεια στη διάγνωση όγκων του εγκεφάλου.
Σε δοκιμή με 210 περιστατικά, πέντε εξειδικευμένοι νευροπαθολόγοι από διεθνή κέντρα πέτυχαν μέσο ποσοστό ακρίβειας 30%, ενώ το «Hetairos» έφτασε το 68%. Όταν εξετάζονταν οι τρεις πιθανότερες διαγνώσεις, το AI σημείωσε 84% επιτυχία έναντι περίπου 50% των ειδικών.
Ο Felix Sahm τόνισε ότι τα σύγχρονα συστήματα AI αναγνωρίζουν εξαιρετικά λεπτές μορφολογικές διαφορές που δύσκολα εντοπίζονται από τον άνθρωπο, ενώ ο Moritz Gerstung σημείωσε ότι η απόδοση σε σπάνιους όγκους παραμένει πρόκληση, με τους ειδικούς να παραμένουν ισάξιοι, αν και η ακρίβεια αναμένεται να βελτιωθεί με περισσότερα δεδομένα.
Διάγνωση σε 12 λεπτά αντί για 12 ημέρες
Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης «Hetairos» δοκιμάστηκε σε προοπτική μελέτη παράλληλα με την κλινική πρακτική, αναλύοντας 210 δείγματα όγκων χωρίς τα αποτελέσματά του να επηρεάζουν τη διάγνωση ή τις θεραπευτικές αποφάσεις.
Ενώ οι πλήρεις μοριακές εξετάσεις απαιτούν κατά μέσο όρο περίπου 12 ημέρες για να ολοκληρωθούν, το AI κατάφερε να παράγει αποτελέσματα μέσα σε μόλις 12 λεπτά, χρησιμοποιώντας απλό υπολογιστικό εξοπλισμό μετά την ψηφιοποίηση των ιστολογικών τομών.
Συνολικά, αν συνυπολογιστεί η προετοιμασία και η ψηφιοποίηση των δειγμάτων, τα αποτελέσματα μπορούν να είναι διαθέσιμα σε διάστημα από 24 ώρες έως δύο ημέρες, μειώνοντας δραστικά τον χρόνο διάγνωσης σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους.
Το AI «Hetairos» ως υποστήριξη σε δύσκολες και ασαφείς διαγνώσεις
Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης «Hetairos» μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμο σε περιπτώσεις όπου οι κλασικές μοριακές μέθοδοι φτάνουν στα όριά τους, όπως όταν υπάρχει ανεπαρκές υλικό όγκου για γενετικό έλεγχο ή όταν τα αποτελέσματα των εξετάσεων δεν είναι σαφή. Επιπλέον, το σύστημα επισημαίνει τα σημεία του ιστολογικού δείγματος που επηρέασαν περισσότερο την απόφασή του, δίνοντας στους γιατρούς τη δυνατότητα να κατανοήσουν τη βάση της διάγνωσης και να εντοπίσουν περιοχές για περαιτέρω διερεύνηση.
Όπως εξηγεί ο νευροπαθολόγος Felix Sahm, το Hetairos σχεδιάστηκε κυρίως ως εργαλείο υποστήριξης της διάγνωσης και όχι ως αντικατάσταση των μοριακών αναλύσεων, αλλά ως συμπλήρωμα που μπορεί να επιταχύνει τη διαδικασία. Ιδιαίτερη σημασία έχει για χώρες με περιορισμένους πόρους, καθώς βασίζεται σε κοινά ιστολογικά δείγματα που χρησιμοποιούνται διεθνώς.
Παράλληλα, η τεχνολογία προσφέρει και οικονομικά πλεονεκτήματα, αφού η ανάλυση με μεθυλίωση DNA κοστίζει αρκετές εκατοντάδες ευρώ, ενώ το AI χρησιμοποιεί ήδη υπάρχοντα δείγματα.
Ο Moritz Gerstung τονίζει ότι το Hetairos αναδεικνύει τη δυναμική της ψηφιακής παθολογίας με τεχνητή νοημοσύνη, προσφέροντας ταχύτερες και ευρύτερα προσβάσιμες διαγνωστικές λύσεις.
(Με πληροφορίες από nature.com, news-medical.net)
