Τεχνητή νοημοσύνη εντοπίζει καρκίνο μαστού έως και 6 χρόνια νωρίτερα

Η εξέλιξη της τεχνητής νοημοσύνης στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης σηματοδοτεί μια νέα εποχή στην πρόληψη και την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του μαστού. Μια πρόσφατη, εκτεταμένη αναδρομική μελέτη, τα ευρήματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό της Ακτινολογικής Εταιρείας της Βόρειας Αμερικής «Radiology», καταδεικνύει ότι τα εξελιγμένα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης έχουν τη δυνατότητα να ανιχνεύσουν λεπτές ενδείξεις της νόσου έως και έξι χρόνια πριν από την επίσημη διάγνωση, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις το χρονικό αυτό περιθώριο μπορεί να φτάσει ακόμη και τη δεκαετία. Στην εν λόγω έρευνα συμμετείχαν ενεργά και Έλληνες επιστήμονες, γεγονός που προσδίδει ιδιαίτερη σημασία στα αποτελέσματα για την ελληνική ιατρική κοινότητα.

Η μεθοδολογία της μελέτης βασίστηκε στην αξιολόγηση τριών εμπορικά διαθέσιμων και ήδη αξιόπιστων συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης. Οι ερευνητές τροφοδότησαν τα συστήματα αυτά με έναν τεράστιο όγκο δεδομένων από μαστογραφίες που πραγματοποιήθηκαν στη Σουηδία. Συγκεκριμένα, το δείγμα περιελάμβανε σχεδόν 89.000 μαστογραφίες, οι οποίες αντιστοιχούσαν σε 31.394 γυναίκες. Οι εξετάσεις αυτές διενεργήθηκαν σε μια χρονική περίοδο περίπου δέκα ετών, από τον Ιανουάριο του 2008 έως τον Απρίλιο του 2019. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι ακτινολόγοι προχώρησαν στη διάγνωση καρκίνου του μαστού σε 12.072 γυναίκες, ποσοστό που αντιστοιχεί στο 38,5% του συνολικού δείγματος. Τα δεδομένα αντλήθηκαν από τη βάση «Validation of Artificial Intelligence for Breast Imaging», μια πρωτοβουλία που συλλέγει πληροφορίες απεικόνισης μαστού από εθελόντριες σε τέσσερις διαφορετικές περιοχές της Σουηδίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι στο εθνικό πρόγραμμα προληπτικού ελέγχου της χώρας, οι γυναίκες ηλικίας 40 έως 74 ετών υποβάλλονται σε μαστογραφία κάθε δύο χρόνια, με την παραδοσιακή αξιολόγηση των αποτελεσμάτων να γίνεται από δύο ανεξάρτητους ακτινολόγους.

Εντυπωσιακά ποσοστά έγκαιρης ανίχνευσης

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης ανέδειξαν την ικανότητα των αλγορίθμων να αναγνωρίζουν πρώιμα, δυσδιάκριτα σημάδια της νόσου. Περίπου το 20% των περιστατικών καρκίνου του μαστού που μελετήθηκαν παρουσίαζαν ενδείξεις στις μαστογραφίες, οι οποίες ήταν ήδη ορατές στα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης πολύ πριν γίνουν αντιληπτές από το ανθρώπινο μάτι των ειδικών. Αναλυτικότερα, στο 20% των γυναικών, τα συστήματα εντόπισαν τα σημάδια έξι χρόνια πριν από την επίσημη διάγνωση. Σε ένα ακόμη μεγαλύτερο ποσοστό, της τάξεως του 25%, η ανίχνευση έγινε τέσσερα χρόνια νωρίτερα, ενώ στο 39% των περιπτώσεων, τα σημάδια ήταν ορατά δύο χρόνια πριν. Το πιο εντυπωσιακό εύρημα αφορά ένα ποσοστό περίπου 15% των γυναικών, όπου η τεχνητή νοημοσύνη κατάφερε να εντοπίσει τον καρκίνο ακόμη και δέκα χρόνια πριν από τη διάγνωση, αν και σε αυτό το μεγάλο χρονικό εύρος παρατηρήθηκαν μικρές διαφοροποιήσεις στην απόδοση μεταξύ των τριών συστημάτων. Παράλληλα, τα συστήματα επέδειξαν εξαιρετικά υψηλή ικανότητα διάκρισης μεταξύ πραγματικά θετικών και αρνητικών αποτελεσμάτων, φτάνοντας το 90%, γεγονός που ενισχύει την αξιοπιστία τους ως διαγνωστικό εργαλείο.

Την έρευνα συντόνισε ο ακτινολόγος Παντελής Γιαλιάς, στο πλαίσιο της εκπόνησης των διδακτορικών του σπουδών στο πανεπιστημιακό νοσοκομείο Linkoping της Σουηδίας. Στην ερευνητική ομάδα συμμετείχε επίσης η Ελληνίδα ερευνήτρια Αποστολία Τσιρίκογλου, η οποία δραστηριοποιείται στο σουηδικό Ινστιτούτο Καρολίνσκα. Ο κ. Γιαλιάς εξηγεί ότι τα περιστατικά που εντοπίζονται από την τεχνητή νοημοσύνη αφορούν «υποκείμενες αλλαγές στις οποίες δεν μπορεί να πει το ανθρώπινο μάτι με σιγουριά ότι υπάρχει κάτι ύποπτο». Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει, μπορεί να πρόκειται για μια μικρή διαταραχή της αρχιτεκτονικής του μαστού ή για μια σταδιακή αύξηση της πυκνότητάς του, δηλαδή μικρά σημάδια στα οποία δεν μπορεί να βασιστεί κανείς, όσο έμπειρος ακτινολόγος και αν είναι.

Η πορεία ενός Έλληνα επιστήμονα και η εξέλιξη της τεχνολογίας

Ο Παντελής Γιαλιάς, με καταγωγή από τη Χίο, ολοκλήρωσε τις σπουδές του στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Comenius της Μπρατισλάβας και απέκτησε την ειδίκευσή του στην Ακτινολογία στην Ελλάδα. Από νωρίς, εξειδικεύτηκε στην απεικόνιση μαστού, λαμβάνοντας και σχετική πιστοποίηση στη Σουηδία. Ο ίδιος περιγράφει τη θεαματική πρόοδο της τεχνητής νοημοσύνης στην ακτινολογία μέσα στην τελευταία δεκαετία, θυμίζοντας ότι οι πρώτες δοκιμές το 2015 ήταν απογοητευτικές. Ωστόσο, όπως τονίζει, με την πάροδο του χρόνου οι αλγόριθμοι βελτιώθηκαν σημαντικά και οι υπολογιστές απέκτησαν τεράστια υπολογιστική ισχύ, επιτρέποντας την επεξεργασία ενός τεράστιου όγκου εξετάσεων και αναδεικνύοντας την πρακτική βοήθεια που μπορούν να προσφέρουν στην κλινική πράξη.

Η συγκεκριμένη έρευνα έρχεται να προστεθεί σε μια σειρά προηγούμενων μελετών του κ. Γιαλιά που καταδεικνύουν τα οφέλη της τεχνολογίας. Μια μελέτη του 2022, που δημοσιεύθηκε στο «Acta Radiologica», έδειξε ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να μειώσει τον φόρτο εργασίας των ακτινολόγων στη μελέτη των μαστογραφιών έως και 34%. Επιπλέον, σε έρευνα που δημοσιεύθηκε πέρυσι στο «European Radiology», διαπιστώθηκε ότι η χρήση ψηφιακής μαστογραφίας με τεχνητή νοημοσύνη κατά τον προληπτικό έλεγχο αποτελεί και μια στρατηγική εξοικονόμησης κόστους, σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο της διπλής ανάγνωσης από δύο ακτινολόγους.

Αναφορικά με τις ανησυχίες που είχαν εκφραστεί στο παρελθόν για το ενδεχόμενο η τεχνητή νοημοσύνη να αντικαταστήσει τους ακτινολόγους, ο κ. Γιαλιάς είναι κατηγορηματικός: «Αυτό δεν ισχύει. Ουσιαστικά, είναι ένα εργαλείο επιπλέον, ένα όπλο που έχουμε για την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του μαστού». Υπογραμμίζει, ωστόσο, ότι όλες οι αποφάσεις πρέπει να λαμβάνονται με προσοχή, βάσει των απαραίτητων μελετών και με τον ανθρώπινο έλεγχο να παραμένει πάντα απαραίτητος. Ο ίδιος, ο οποίος σήμερα υπηρετεί ως διευθυντής στο Κέντρο Μαστού του κυπριακού νοσοκομείου Mediterranean, επισημαίνει την πολυπλοκότητα του μαστού ως οργάνου, καθώς η εικόνα του μεταβάλλεται σημαντικά ακόμα και στην ίδια γυναίκα, ανάλογα με τις ορμονικές αλλαγές.

Το επόμενο βήμα, σύμφωνα με τον κ. Γιαλιά, είναι να διερευνηθεί ο τρόπος με τον οποίο τα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να ενταχθούν σε συγκεκριμένα πρωτόκολλα, ώστε οι γυναίκες που εμφανίζουν πρώιμα σημάδια να ακολουθούν ένα εξατομικευμένο μοτίβο προληπτικών εξετάσεων. Στόχος είναι ο εντοπισμός των καρκίνων σε πολύ πιο πρώιμο στάδιο. Παράλληλα, η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να επικεντρωθεί σε μελλοντικές προοπτικές μελέτες, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στις γυναίκες με ενθέματα σιλικόνης στους μαστούς, μια περίπτωση όπου η απεικόνιση παρουσιάζει πρόσθετες προκλήσεις.