- Три маммографические системы на базе искусственного интеллекта смогли выявить едва заметные признаки будущего рака молочной железы за годы до постановки диагноза, при этом повышенные показатели прогнозирования рака наблюдались у тех, у кого позже развилось заболевание.
- В исследовании примерно в 20% случаев рака молочной железы наблюдались маммографические изменения, обнаруживаемые с помощью AI, уже за 6 лет до постановки диагноза.
- При специфичности 90% системы искусственного интеллекта выявили потенциальный рак в будущем у 19,7% женщин за 6 лет до постановки диагноза, у 25,2% за 4 года до постановки диагноза и у 39,3% за 2 года до постановки диагноза.
- Результаты показывают, что ИИ может способствовать более раннему выявлению рака молочной железы и помочь реализовать более персонализированные стратегии скрининга, выявляя женщин, которым может быть полезно более тщательное наблюдение или более раннее вмешательство.
Искусственный интеллект (ИИ) становится все более ценным инструментом в обнаружении рака.
Усовершенствованные алгоритмы искусственного интеллекта могут анализировать медицинские изображения, такие как маммограммы, для обнаружения тонких изменений, которые иначе обнаружить сложно. Помогая в ранней диагностике, ИИ может улучшить результаты лечения пациентов, уменьшить диагностические ошибки и поддержать более персонализированные планы лечения.
Теперь исследователи предполагают, что три коммерчески доступных инструмента искусственного интеллекта могут помочь выявить тонкие маммографические изменения за годы до того, как будет диагностирован рак молочной железы, потенциально обнаруживая ранние признаки рака молочной железы за 6 лет до официального диагноза.
Опубликовано в журнале Radiology. Системы искусственного интеллекта постоянно присваивают более высокие оценки риска рака женщинам, у которых позже развился рак молочной железы, и при этом генерируют более низкие оценки для тех, кто остался без рака.
Полученные результаты дополняют растущее количество данных, свидетельствующих о том, что ИИ может играть все более важную роль в улучшении скрининга рака молочной железы и выявлении рака на более ранней, потенциально более поддающейся лечению стадии.
ИИ выявил признаки за 6 лет до постановки диагноза
В шведском ретроспективном исследовании исследователи проанализировали 88 963 маммограммы более чем 31 000 участников, собранных за 10-летний период с 2008 по 2019 год, с помощью базы данных Validation of Artificial Intelligence for Breast Imaging. Эта база данных включает данные визуализации молочной железы, полученные от добровольцев из 4 регионов Швеции.
За период исследования у 12 072 женщин в конечном итоге был диагностирован рак молочной железы после планового скринингового обследования рентгенологами.
Исследователи применили три коммерчески доступные системы компьютерного обнаружения (AI-CAD) на базе искусственного интеллекта к историческим маммограммам и оценили, могут ли эти инструменты идентифицировать едва заметные признаки рака до того, как рентгенологи поставят диагноз.
Системы искусственного интеллекта смогли идентифицировать часть будущих раковых заболеваний за несколько лет до постановки диагноза, сохраняя при этом уровень специфичности 90%. Это означает, что они правильно отличали большинство людей, не страдающих раком, от тех, у кого позже разовьется болезнь.
Примечательно, что системы искусственного интеллекта выявили потенциальные отклонения, связанные с раком, у 19,7% женщин за 6 лет до постановки диагноза. Таким образом, примерно в 1 из 5 случаев рака молочной железы могут обнаруживаться маммографические признаки, обнаруживаемые с помощью ИИ, примерно за 6 лет до того, как они будут распознаны с помощью стандартных методов скрининга.
Системы искусственного интеллекта также смогли обнаружить ранние признаки рака молочной железы у 25,2% и 39,3% женщин за 4 и 2 года до постановки диагноза соответственно.
«Наше исследование показывает, что у многих пациентов признаки рака, обнаруживаемые с помощью ИИ, появляются за несколько лет до того, как рентгенологи-люди находят признаки достаточно подозрительными, чтобы привести к клиническому обследованию и диагностике рака молочной железы», — рассказал старший соавтор Фредрик Странд, доктор медицинских наук, Каролинской университетской больницы в Стокгольме. Медицинские новости сегодня.
Потенциальная роль ИИ в раннем выявлении рака молочной железы
Результаты демонстрируют способность ИИ распознавать тонкие закономерности изображений, которые человеческий глаз может не заметить на ранней стадии. Показатели прогнозирования рака, генерируемые ИИ, в конечном итоге могут помочь рентгенологам идентифицировать людей, которым может быть полезен более тщательный мониторинг или более персонализированные стратегии скрининга.
В Соединенных Штатах организации предлагают различные рекомендации по возрасту и частоте скрининга рака молочной железы. Однако рекомендации обычно рекомендуют довольно регулярный скрининг, начиная с 40 лет.
В рамках национальной программы скрининга молочной железы в Швеции женщинам в возрасте от 40 до 74 лет предлагается проходить маммографию каждые 2 года.
В Европе Швеция имеет один из лучших показателей выживаемости при раке, особенно при раке молочной железы. Каждый год примерно у 8000 женщин в Швеции диагностируют рак молочной железы, и 8 из 10 выживают. Вероятно, это связано с уровнем раннего выявления в рамках национальной программы маммографии, поскольку средний уровень участия в скрининге рака молочной железы в Швеции составляет чуть более 80%.
Интеграция инструментов искусственного интеллекта может еще больше помочь рентгенологам, выявив подозрительные результаты, сократив рабочую нагрузку и повысив показатели выявления рака.
Предыдущие исследования показали, что маммография с поддержкой искусственного интеллекта может помочь уменьшить интервальный рак, который описывает рак, который развивается между запланированными посещениями скрининга.
«Было бы полезно, если бы рентгенологи учитывали информацию от ИИ при оценке скрининговых маммограмм», — сказал нам Стрэнд. «Однако действия в отношении незначительно повышенных показателей ИИ подразумевают компромисс между более ранним обнаружением рака и ненужными процедурами для женщин, не страдающих раком».
«Коммерческие системы искусственного интеллекта, которые мы тестировали, были разработаны для обнаружения признаков рака. Однако это ретроспективное исследование, основанное на исторических данных, и на момент потенциального обнаружения искусственного интеллекта не проводилось никаких диагностических исследований», — пояснил он.
«Это означает, что результаты изображений, обнаруженные моделями, скорее всего, являются ранними признаками рака, но также могут быть маркерами будущего риска развития рака (нормальная ткань имеет некоторые характеристики раковой ткани)», — добавил он.
Будет ли при скрининге рака молочной железы использоваться ИИ?
Хотя результаты являются многообещающими, важно подчеркнуть, что исследование было ретроспективным. Это означает, что исследователи проанализировали существующие данные визуализации, а не тестировали технологию в клинической практике в реальном времени.
«Существует два основных ограничения. Первое заключается в том, что мы не можем с уверенностью сказать, соответствуют ли обнаруженные признаки рака на ранней стадии или маркерам будущего риска. Другое — это компромисс между более ранним обнаружением рака и проведением ненужных процедур для здоровых женщин», — сказал Стрэнд.
Таким образом, потребуются дополнительные исследования, чтобы определить, как прогнозные оценки на основе искусственного интеллекта могут быть интегрированы в рутинные программы скрининга и может ли более раннее выявление незначительных изменений изображений привести к лучшим результатам.
Однако результаты показывают, что системы искусственного интеллекта могут предложить новую возможность выявлять рак раньше, чем это возможно в настоящее время с помощью стандартных методов скрининга.
Исследователи добавляют, что отслеживание результатов, полученных с помощью ИИ, с течением времени может дать ценную информацию о том, как развивается рак молочной железы, потенциально открывая двери для более раннего вмешательства и более персонализированных подходов к скринингу в будущем.
«При вспомогательной реализации рентгенолог может включить оценку AI в качестве входных данных для оценки маммограммы и необходимости дальнейшего диагностического обследования. Это можно сочетать с наличием различных списков чтения в системе просмотра радиологии в зависимости от оценки AI».
— Фредрик Странд, доктор медицинских наук, старший соавтор
«ИИ все чаще используется при скрининге рака молочной железы, и наше исследование проливает больше света на потенциал ИИ, который поможет рентгенологам обнаружить рак значительно раньше», — заключил Стрэнд.