ИИ научился диагностировать опухоли мозга за минуты вместо недель

Учёные из немецкого города Гейдельберг разработали систему искусственного интеллекта, способную с высокой точностью классифицировать опухоли головного мозга по стандартным микроскопическим срезам тканей. Технология под названием Hetairos определяет более 100 молекулярных подтипов опухолей центральной нервной системы всего за несколько минут, что может существенно ускорить диагностику по всему миру. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cancer.

Опухоли головного и спинного мозга отличаются большим разнообразием, и для постановки точного диагноза сегодня часто требуется не только микроскопическое исследование тканей, но и анализ их молекулярных характеристик. Одним из наиболее важных методов считается анализ метилирования ДНК, который признан «золотым стандартом» диагностики многих видов опухолей мозга. Однако такие исследования требуют специализированного оборудования, значительных затрат и обычно занимают около двух недель.

Для решения этой проблемы специалисты из Немецкого центра исследования рака (DKFZ), Гейдельбергского университета и Университетской клиники Гейдельберга создали систему Hetairos. Модель искусственного интеллекта способна определять молекулярный подтип опухоли непосредственно по стандартным гистологическим препаратам.

Для обучения и проверки алгоритма использовали более 11 тысяч цифровых изображений тканей, полученных от 9 606 пациентов в 11 медицинских центрах на четырёх континентах. Система различает 102 молекулярных подтипа опухолей, охватывая практически всю современную классификацию опухолей центральной нервной системы Всемирной организации здравоохранения.

В случаях, когда ИИ был уверен в своём прогнозе, что наблюдалось примерно в 50–70% случаев, точность диагностики достигала 87–88%. Даже при меньшей уверенности система значительно сокращала число возможных диагнозов, помогая врачам быстрее выбирать дальнейшую тактику обследования.

Разработчики также сравнили результаты Hetairos с работой опытных нейропатологов. В исследовании, включавшем 210 клинических случаев, точность ИИ составила 68%, тогда как средний показатель пяти специалистов достиг лишь 30%. Если учитывать три наиболее вероятных диагноза, точность системы увеличивалась до 84%, а у экспертов — примерно до 50%.

В рамках проспективного исследования Hetairos показал значительное преимущество по скорости. Если полный цикл молекулярной диагностики занимал в среднем около 12 дней, то система выдавала результат всего через 12 минут после оцифровки препаратов. С учётом подготовки образцов заключение можно было получить в течение одного-двух дней.

Авторы подчёркивают, что Hetairos не предназначен для замены молекулярных анализов, а должен служить инструментом их ускорения и дополнения. Технология может оказаться особенно полезной в странах и регионах с ограниченным доступом к современным диагностическим лабораториям, а также снизить расходы на обследование благодаря использованию уже имеющихся гистологических препаратов.

Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter