: 11.07.2023
Искусственный интеллект – помощник-диагност для хирурга-онколога
На основе искусственного интеллекта разработан инструмент, способный быстро «увидеть» молекулярные особенности опухоли головного мозга, что важно для выбора лечения. Он может работать непосредственно во время операции и экономить дни и недели, которые сегодня уходят на постановку точного диагноза
Злокачественные опухоли различаются не только по виду и форме: в возможностях современной медицины составить молекулярный «портрет» рака, который во многом определяет его развитие. Так, выделяют три только основных варианта глиомы – самой агрессивной и наиболее распространенной опухоли головного мозга, которые имеют разные молекулярные маркеры и различную склонность к росту и метастазированию.
В последней классификации опухолей центральной нервной системы такие молекулярные портреты включены в диагностические критерии: визуальной оценки гистологических препаратов теперь недостаточно – диагноз должен быть поставлен на основе геномного профиля опухоли.
Обычно во время операции у онкобольных берут образцы ткани и замораживают для дальнейшего изучения. При таком подходе обычное гистологическое исследование может дать неточный результат, потому что низкие температуры меняют внешний вид клеток. Кроме того, даже с помощью самого мощного микроскопа глаз человека не способен обнаружить тонкие геномные вариации. Поэтому сейчас часть замороженной ткани отправляют другим специалистам для исследования ее молекулярных особенностей.
Знание молекулярного типа опухоли во время операции помогло бы хирургам сразу принимать правильное решение о том, какой объем мозговой ткани следует удалить и нужно ли вводить противоопухолевые препараты непосредственно в мозг, пока пациент находится на операционном столе. Быстрая диагностика позволила бы без проволочек назначить правильную терапию после операции.
И вот теперь в этой области сделан серьезный прорыв. Исследователи из США разработали на основе искусственного интеллекта инструмент CHARM (Cryosection Histopathology Assessment and Review Machine), способный провести молекулярную диагностику глиомы непосредственно во время операции.
CHARM может «увидеть» тонкие характеристики опухолевой ткани и тканей, окружающих злокачественные клетки, и при этом «замечает» больше человека. Что и неудивительно: его «обучили» на 2334 образцах опухолей головного мозга, взятых у 1524 больных с глиомой. CHARM научился связывать морфологические параметры клеток и ткани (например, форму клеточных ядер, соотношение клеток и межклеточного вещества и т. п.) с молекулярным типом опухоли.
Свою квалификацию уникальный диагност подтвердил при тестировании другого набора образцов ткани: ему удалось различать опухоли со специфическими молекулярными мутациями с точностью 93 %! CHARM успешно классифицировал три основных типа глиом с различными молекулярными характеристиками, которые отличаются прогнозом и реакцией на терапию. В том числе он довольно точно определял опухоли, клетки которых несут важный прогностический маркер глиом – мутацию в гене изоцитратдегидрогеназы.
Хотя эта модель CHARM была обучена и протестирована на образцах глиомы, ее можно переобучить для других типов рака. Исследователи уже разработали аналогичные модели ИИ для профилирования рака толстой кишки, легких, молочной железы. При этом CHARM необходимо будет периодически переобучать, чтобы он мог использовать новые знания и новые классификации болезней по мере их появления. Но это – дело будущего, а пока ученым предстоит подтвердить эффективность CHARM в реальных условиях.
Фото: https://researchoutreach.org
: 11.07.2023 
