Пережив рак груди, профессор научила искусственный интеллект предсказывать рак за пять лет

Выжив после рака груди, который поймали на поздней стадии (хотя женщина обследовалась регулярно), Регина Барзилай, профессор Массачусетского технологического института, разработала новый метод диагностики – с помощью искусственного интеллекта

Регина Барзилай. Фото: Sophie Park/https://www.washingtonpost.com

В 2014 году, когда Регине Барзилай было 40 с небольшим, у нее обнаружили рак груди. Любой, кому пришлось пройти через это испытание, знает, как это бывает. Чувствуешь себя хорошо, будничное самообследование или маммография, и вдруг – жизнь резко останавливается, на снимке что-то подозрительное.

Биопсия и МРТ подтверждают подозрения. Волна страха затапливает сознание. Страх за себя и близких. Бесконечные походы к врачу, отчаяние, сменяющееся надеждой, и долгие месяцы изнурительного лечения.

Регина перенесла химиотерапию, две лампэктомии и облучение и вдобавок испытала на себе все жесткие побочные эффекты, которые сопровождают эти методы лечения. Хотя все закончилось благополучно, она знала, что физические и психологические последствия останутся с ней на годы, не говоря о парализующем страхе рецидивов.                                                      

Ей не давала покоя мысль, почему так поздно обнаружили опухоль?

Два профессора, вчерашний студент и собака-самоед

Примерно за три года до того, как ей поставили диагноз, Регина сделала маммографию. Снимок показал, что все в порядке, она абсолютно здорова.

Как тело могло так коварно предать, не предупредить? А что, если оно предупреждало, но у нас просто не созданы пока инструменты, чтобы услышать сигналы?

Исследовательница в области искусственного интеллекта, профессор задумалась: «Заметил бы ИИ, что происходит внутри меня? Послал бы он меня на дополнительное обследование? Позволило бы это избежать тяжелого лечения?»                                                                                              

В 2020 году она уже провела исследование, в котором ИИ помог открыть новый антибиотик, способный сломить устойчивость бактерий к уже существующим лекарствам, так как атакует их другим способом.

Барзилай решила попробовать применить компьютерные технологии, чтобы помочь другим женщинам диагностировать рак груди раньше, чем это случилось у нее.

В свою команду она позвала молодого докторанта Адама Яла. Самым трудным для них оказалось получить данные маммографических исследований, чтобы, загрузив их в компьютер, научить его распознавать признаки рака на снимках.

Большинство больниц отказывали, заявляя, что рак груди всю жизнь лечили без всякого ИИ. Адаму приходилось буквально выпрашивать их поштучно, обивая пороги больниц в компании своего питомца, белоснежного самоеда, ставшего талисманом исследования.

Все изменилось, когда к их команде присоединились профессор радиологии Конни Леман – она добилась, чтобы им открыли доступ к файлам крупнейшей больницы Массачусетса Mass General, где она работала.

Беспрецедентно точный

Адам Ял со своей собакой Арьей, которая стала своего рода талисманом исследовательской группы Массачусетского технологического института. Фото: Sophie Park/https://www.washingtonpost.com

Собрав более 200 000 маммографий разных женщин – тех, у кого на каком-то этапе был диагностирован рак и тех, кто оказался здоров, они ввели их в компьютерную программу Mirai, которая сканировала маммографии и делала прогнозы. Затем программе «сообщали» фактический результат и «наказывали» или «вознаграждали» (путем математической корректировки модели), в зависимости от точности ее прогнозов.

После того как Mirai прошла обучение, члены команды приступили к исследованию. Они собрали еще 129 000 маммографий, сделанных с 2008 по 2016 год, охватив 62 000 пациентов в Швеции, Израиле, Тайване, Бразилии и США, и попросили Mirai сделать свои прогнозы.

Искусственный интеллект оказался беспрецедентно точным: в 76 из каждых 100 случаев. Это почти вдвое больше, чем у Tyrer-Cuzick, компьютерной программы, которая широко используется сейчас и делает прогноз на основе возраста и семейного анамнеза, предсказывая рак молочной железы у 20–25 % женщин, у которых он впоследствии диагностируется.

Загрузив в программу Mirai ту самую маммографию, которая утверждала, что она здорова, Регина получила вердикт: вы подвергаетесь высокому риску. То есть, по мнению ИИ, рак уже тогда существовал в ее организме.

Кого слушать пациентке – врача или компьютер?

«Это очень важный и обнадеживающий шаг вперед, но предстоит много работы», – сказала в интервью Доррайя Эль-Ашри, главный научный сотрудник Фонда исследования рака молочной железы. Поверив в Барзилай и ее коллег, этот фонд, а также британская некоммерческая организация Wellcome Trust  и клиника Массачусетского технологического института согласились финансировать дальнейшее исследование.

Важно, что Барзилай и ее маленькая команда с самого начала решили сделать технологию открытой, чтобы ее могла использовать любая больница. На Mirai нет патентов.

Хирурги и онкологи, которые консультируют пациентов по поводу риска возникновения рака молочной железы, относятся к ИИ с осторожностью. Да, математические модели распространены в лечении рака, например, с их помощью определяют дозировку химиотерапии, но использование ИИ в постановке диагноза требует полномасштабных испытаний, считают они.

Кроме того, на сегодня ИИ не входит в учебную программу большинства медицинских вузов. Из-за отсутствия опыта врачам сложно принять новую технологию и доверять ей.

Почти вслепую

Маммографию тоже приняли не сразу. Многие врачи до сих пор считают ее несовершенным методом обследования, но альтернатива, увы, еще хуже.

Маммография часто дает ложноположительные результаты, приводит к чрезмерному тестированию, что подвергает пациентов ненужному радиационному облучению и бесконечному стрессу. Тем не менее этот метод на сегодняшний день признан золотым стандартом в диагностике.

В ткани есть признаки – тонкие, замысловатые узоры, которые ускользают от человеческого глаза, белые пятнышки, которые могут быть раком, а могут и не быть. Врач должен решить, какие из этих пятен нужно подвергнуть биопсии. И важно бить прицельно, чтобы не наносить вред пациенту ненужными исследованиями.

У радиологов свой страх – лишиться работы из-за автоматизации, раз дело идет к тому, что система искусственного интеллекта способна превзойти экспертов-людей в прогнозировании рака молочной железы.

Барзилай убеждена, что невозможно представить лечение без участия врача-человека. ИИ дает много преимуществ, но он не идеален. По мере того как программы будут развиваться, множество низкоуровневых задач можно будет делегировать ИИ, но окончательная ответственность за принятие клинических решений остается за врачами.

Сара Эскрейс-Винклер, рентгенолог и глава отдела искусственного интеллекта Мемориального онкологического центра им. Слоуна-Кеттеринга, настроена оптимистично, но задала каверзный вопрос: что делать, если существующая программа говорит, что женщина относится к группе высокого риска, а Mirai утверждает, что нет? Кого следует слушать?

Ответа пока нет.  

До конца не знаем, как работает аспирин

Маммография
Маммография. Фото: Валентина Певцова/ТАСС

Основная проблема заключается в том, что никто не может пока с точностью определить, как работает ИИ.

«На самом деле мы до конца не знаем, как работает аспирин, тем не менее мы точно знаем, что он работает, и используем его все время», – говорит Адам Ял.

Регина Барзилай уверена, что не стоит ждать идеальной программы. Вопрос в том, как использовать ее сильные стороны и застраховаться от слабых. Если есть хоть малейший шанс улучшить диагностику, предвосхитить болезнь, а потенциал ИИ доказывает, что он есть, надо его использовать.

Никого из медиков ведь не смущает, что на большинство вопросов, касающихся медицины, например, как вы отреагируете на то или иное лечение, отвечают с помощью статистических моделей и это может привести к ошибкам в вашем конкретном случае. Ничто не совершенно.

Программа дает возможность выявлять пациентов с высоким риском на «предстадии», позволяет пациентам избежать агрессивного лечения. Mirai потребуется время, чтобы доказать свою пользу, но шанс ей дали – программу уже задействуют (пока в тестовом режиме) в ряде больниц США.

Оплачивать маммографию 30-летним никто не собирается

Статистика по раку молочной железы вызывает тревогу. В то время как заболеваемость раком легких, например в США, снижается, заболеваемость раком груди растет, причем все чаще страдают женщины моложе 40 лет.

В США лечение тесно связано со страховыми компаниями, и в этой области возникает много юридических и этических аспектов. В большинстве случаев страховые компании оплачивают маммографию только людям старше 40 лет, а в последние годы даже предпринимаются попытки поднять этот возраст до 45–50 лет. Оплачивать маммографию 30-летним никто не собирается, и вряд ли они будут платить за МРТ груди, рекомендованную искусственным интеллектом.

ИИ может освободить нас от бесполезных скринингов по возрасту. Вместо того чтобы делать их ежегодно всем женщинам старше 40 лет, их будут делать женщинам моложе 40 лет, которые входят в группу повышенного риска. А женщины старше 40 лет с низким уровнем риска будут проходить их реже.

Такой выборочный скрининг фактически снизит затраты страховых компаний, помогая избежать дорогостоящего лечения в будущем. Чтобы убедить в этом страховщиков потребуется время.

Мы просим подписаться на небольшой, но регулярный платеж в пользу нашего сайта. Милосердие.ru работает благодаря добровольным пожертвованиям наших читателей. На командировки, съемки, зарплаты редакторов, журналистов и техническую поддержку сайта нужны средства.

Читайте наши новости в Телеграме

Подписаться

Для улучшения работы сайта мы используем куки! Что это значит?