Ένα πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να εντοπίζει με σχετικά υψηλή ακρίβεια όγκους του εγκεφάλου που προσλαμβάνουν σκιαγραφικό στις μαγνητικές τομογραφίες, ακόμη και όταν οι εξετάσεις έχουν πραγματοποιηθεί χωρίς τη χορήγηση γαδολινίου.

Αυτό αναφέρουν Βρετανοί ερευνητές σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Lancet Medical Imaging and Theranostics.

Το μοντέλο βαθιάς μάθησης που παρουσίασε την καλύτερη απόδοση ήταν, μάλιστα, ελαφρώς ακριβέστερο από μια ομάδα 11 ακτινολόγων υπό τις ίδιες συνθήκες αξιολόγησης.

Η απεικονιστική διάγνωση και η παρακολούθηση έχουν κεντρικό ρόλο στη νευρο-ογκολογική φροντίδα τόσο των ενηλίκων όσο και των παιδιών. Ωστόσο, η χορήγηση σκιαγραφικού δεν είναι πάντοτε εφικτή, για παράδειγμα λόγω αλλεργιών, νεφρικής δυσλειτουργίας ή επειδή ο ασθενής δεν επιθυμεί τη χορήγησή του. Παράλληλα, η αποφυγή επαναλαμβανόμενης χρήσης γαδολινίου είναι συχνά επιθυμητή, ιδιαίτερα στην παιδική ηλικία.

Υπάρχει επίσης και η περιβαλλοντική διάσταση. Η ευρεία χρήση σκιαγραφικών ουσιών που περιέχουν γαδολίνιο στην ιατρική απεικόνιση έχει ως αποτέλεσμα τη συστηματική απελευθέρωση της ουσίας στο περιβάλλον.

Παρότι οι ποσότητες που χρησιμοποιούνται σε κάθε εξέταση είναι μικρές, η παγκόσμια αθροιστική κατανάλωση είναι σημαντική. Γαδολίνιο έχει εντοπιστεί σε λύματα, επιφανειακά και πόσιμα ύδατα, σε υδάτινες πηγές που βρίσκονται μακριά από εγκαταστάσεις που γίνονται αξονικές και μαγνητικές τομογραφίες, ακόμη και σε αναψυκτικά από εστιατόρια ταχείας εστίασης.

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον James K. Ruffle, από το Department of Translational Neuroscience and Stroke του Queen Square Institute of Neurology του University College London, εκπαίδευσε τρία μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης χρησιμοποιώντας 11.089 εξετάσεις μαγνητικής τομογραφίας εγκεφάλου από 10 διαφορετικά σύνολα δεδομένων σε τέσσερις χώρες: Ηνωμένο Βασίλειο, ΗΠΑ, Ολλανδία και Νιγηρία.

Στα δεδομένα περιλαμβάνονταν τόσο ενήλικες όσο και παιδιά, ενώ είχαν συμπεριληφθεί ασθενείς με γλοιώματα, μηνιγγιώματα και μεταστάσεις, καθώς και εξετάσεις πριν και μετά τη θεραπεία.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρία μοντέλα ενδελεχούς μάθησης — nnU-Net, SegResNet και SwinUNETR — με στόχο να εκπαιδευτούν ώστε να αναγνωρίζουν, από μαγνητικές τομογραφίες χωρίς σκιαγραφικό, περιοχές όγκων οι οποίες θα εμφάνιζαν πρόσληψη σκιαγραφικού εάν αυτό χορηγούνταν.

Η απόδοση των μοντέλων αξιολογήθηκε σε ξεχωριστό σύνολο δεδομένων που περιλάμβανε 1.109 εξετάσεις. Βασικό καταληκτικό σημείο της μελέτης ήταν το κατά πόσο τα προγράμματα μπορούσαν να προβλέψουν ποιες εξετάσεις θα εμφάνιζαν πρόσληψη σκιαγραφικού σε μεταγενέστερη εξέταση με χορήγηση σκιαγραφικού.

Το μοντέλο με την καλύτερη απόδοση, το nnU-Net, πέτυχε ισορροπημένη ακρίβεια 83,0% . Η ευαισθησία του έφτασε το 91,5%, ενώ η ειδικότητα ήταν 74,4% στην ανίχνευση της πρόσληψης σκιαγραφικού.

Η δυνατότητα ανίχνευσης της πρόσληψης σκιαγραφικού σε επίπεδο ασθενούς ήταν γενικά παρόμοια στις διαφορετικές παθολογίες. Ωστόσο, η απόδοση ήταν χαμηλότερη στις περιπτώσεις που αφορούσαν παιδιά.

Οι ερευνητές συνέκριναν επίσης την απόδοση του μοντέλου με εκείνη 11 ακτινολόγων. Με βάση την πλειοψηφική απόφαση, οι ακτινολόγοι είχαν συνολική επίδοση 71,7%, με ευαισθησία 77,6% και ειδικότητα 65,8%, υπό τις ίδιες συνθήκες τυφλής αξιολόγησης.

Παρά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η απόδοση του nnU-Net δεν είναι ακόμη επαρκής ώστε να αντικαταστήσει πλήρως τις μαγνητικές τομογραφίες με χορήγηση σκιαγραφικού, ιδιαίτερα στα παιδιά.

Ωστόσο, τα ευρήματα δείχνουν ότι χαρακτηριστικά τα οποία μέχρι σήμερα μπορούσαν να αναγνωριστούν κυρίως μέσω απεικόνισης μετά τη χορήγηση σκιαγραφικού ενδέχεται στο μέλλον να μπορούν να προβλεφθούν από την τεχνητή νοημοσύνη, χρησιμοποιώντας αποκλειστικά μαγνητικές τομογραφίες χωρίς σκιαγραφικό.

Μια τέτοια εξέλιξη θα μπορούσε να περιορίσει, σε επιλεγμένες περιπτώσεις, την ανάγκη χορήγησης γαδολινίου και να διευκολύνει την επαναλαμβανόμενη απεικονιστική παρακολούθηση ασθενών, χωρίς όμως προς το παρόν να καταργεί τον ρόλο της συμβατικής μαγνητικής τομογραφίας με σκιαγραφικό.

Προσθέστε το iatronet.gr στο Discover

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ώριμο δέρμα και Ξηροδερμία: Η ολοκληρωμένη φροντίδα για σώμα και χέρια
Παγώνη: Απαγορευμένο το μηχάνημα στο ιατρείο της Καρυστιανού - Δεν ξέρω πώς το χρησιμοποιεί σε παιδιά
Βλασταράκης: Οι πρωτοβουλίες της Eurobank για την αντιμετώπιση του δημογραφικού [βίντεο]