19:00 
Эксперты из Гейдельберга разработали систему искусственного интеллекта, которая может классифицировать опухоли головного мозга с беспрецедентной точностью, используя стандартные микроскопические срезы тканей. Используя оцифрованные стандартные окраски, система идентифицирует более 100 молекулярных подтипов опухолей центральной нервной системы, выдает результаты в течение нескольких минут и может ускорить диагностику опухолей головного мозга во всем мире.
Опухоли головного и спинного мозга чрезвычайно разнообразны. В последние годы стало ясно, что многие из этих опухолей можно надежно диагностировать только в том случае, если помимо микроскопического вида исследовать их молекулярные свойства. Особое значение здесь имеет так называемый анализ метилирования ДНК, который сейчас считается золотым стандартом точной классификации многих опухолей головного мозга.
Однако такие тесты сложны: они требуют специализированных лабораторий, дорогостоящего оборудования и достаточного количества опухолевого материала. Кроме того, получение результатов часто занимает около двух недель. Во многих регионах мира необходимые технологии даже недоступны.
ИИ учится на более чем 11 000 срезах тканей
Ожидается, что новая система ИИ под названием «Hetairos» приведет к существенным улучшениям. Его разработала группа под руководством Морица Герстунга (Немецкий онкологический исследовательский центр, DKFZ) и Феликса Зама (Гейдельбергский медицинский факультет Гейдельбергского университета и университетская больница Гейдельберга). Целью проекта было предсказать, к какой молекулярной подгруппе принадлежит опухоль, основываясь исключительно на рутинно приготовленных и окрашенных гистологических срезах.
Hetairos обучался и проверялся с использованием более чем 11 000 оцифрованных срезов тканей от 9 606 пациентов. Диагнозы в первую очередь устанавливались с помощью диагностики метилирования ДНК. Данные поступили из одиннадцати медицинских центров на четырех континентах. Всего Hetairos различает 102 различных молекулярных подтипа опухолей, охватывая практически весь спектр действующей классификации ВОЗ опухолей центральной нервной системы.
ИИ не только оценивает свой диагноз, но и показывает, насколько он в нем уверен. Примерно в 50–70 процентах всех случаев Гетайрос делал прогнозы с высокой степенью достоверности. В этих случаях точность составляла от 87 до 88 процентов. Даже когда ИИ был неуверен, он обычно мог значительно сузить количество возможных диагнозов.
Вместо того, чтобы различать более сотни подтипов опухолей, Hetairos часто предоставляет невропатологам лишь несколько вероятных кандидатов. Это может значительно упростить выбор дальнейших диагностических тестов.
Исследование показывает, что искусственный интеллект способен извлекать молекулярную информацию непосредственно из рутинных срезов тканей и тем самым фундаментально менять диагностику рака».
Даруи Цзинь, один из ведущих авторов исследования
Гетаирос превосходит опытных специалистов
Особого внимания заслуживало прямое сравнение с экспертами-людьми. Были предоставлены пять опытных невропатологов из различных международных центров 210 случаев и попросили поставить диагноз исключительно на основе срезов тканей. Hetairos добился точности 68 процентов, тогда как средний показатель специалистов составил 30 процентов. При рассмотрении трех наиболее вероятных диагнозов в каждом случае ИИ набрал 84 процента, тогда как специалисты набрали около 50 процентов.
"Результаты показывают, что современные системы ИИ теперь способны распознавать чрезвычайно тонкие морфологические закономерности, которые трудно различить даже опытным специалистам", - говорит Феликс. Сам.
«В настоящее время диагностика очень редких типов опухолей по-прежнему представляет собой серьезную проблему для Гетайроса; в этом отношении опытные невропатологи оказываются, по крайней мере, на одном уровне. Однако мы ожидаем, что производительность системы еще больше улучшится с более крупными и разнообразными наборами данных», — добавляет Мориц Герстунг.
Диагностика за двенадцать минут вместо двенадцати дней
В проспективном исследовании Hetairos использовался параллельно с обычной клинической практикой. Система проанализировала 210 образцов опухолей, при этом результаты искусственного интеллекта не повлияли на фактический диагноз или решение о лечении.
В то время как полная молекулярная диагностика занимала в среднем около двенадцати В течение нескольких дней Hetairos получал свои результаты всего за двенадцать минут на стандартном компьютерном оборудовании после оцифровки окрашенных срезов тканей. Включая подготовку и оцифровку срезов тканей, результаты часто могли быть доступны в течение от 24 часов до двух дней.
Помощь в сложных и неясных случаях
Hetairos может быть особенно ценна в ситуациях, когда традиционные молекулярные методы достигают своих пределов, когда недостаточно опухолевого материала для генетического тестирования или когда молекулярные тесты не дают четких результатов. выделяет области в разделе тканей, которые были особенно важны для принятия решения
