Впровадження штучного інтелекту (ШІ) в онкологію та патологію кардинально змінює підхід до лікування раку, обіцяючи скорочення часу діагностики та підвищення точності вибору правильного лікування. Це також дозволяє прогнозувати ризики та можливі побічні ефекти.

Комп'ютерна цифрова патологія, що є основою використання ШІ в онкології, покликана перетворити мікроскоп на музейний експонат.

Онкологи та патологи готуються до глибоких змін у своїй спеціальності з впровадженням штучного інтелекту. Те, що раніше досліджували під мікроскопом, на предметному склі та за допомогою людського ока, тепер оцифровується та аналізується на екрані потужним алгоритмом. Він здатен порівнювати інформацію з мільйонами даних та шаблонів за час, який раніше витрачався на вивчення лише десятка зразків.

Від лабораторій патологічної анатомії до алгоритмів, що передбачають мутації, ШІ прискорює постановку діагнозів, роблячи їх точними та персоналізованими. Він покращує прогнози онкологів щодо розвитку захворювання у пацієнта та його реакції на лікування, мінімізує помилки та скорочує шлях до справедливості та ефективності медичних послуг.

«Онкологія рухається до персоналізованої та прецизійної медицини», — пояснює доктор Хав'єр де Кастро, керівник відділення медичної онкології Університетської лікарні Ла Пас у Мадриді. «Це передбачає збір великої кількості даних та їх вичерпний аналіз для молекулярної діагностики, яка ідентифікує біомаркери, щоб генетично розрізняти пухлини та персоналізувати лікування. У цьому контексті ШІ є ключовим для правильної інтерпретації масивних даних, підвищення точності діагностики та прогнозування реакції пацієнтів на лікування».

В основі цієї революції лежить комп'ютерна цифрова патологія, яка з часом може перетворити мікроскоп на музейний експонат. Доктор Жорді Темпрана, лікар-патолог з лікарні Валь д’Еброн у Барселоні, пояснює: «Ця дисципліна передбачає оцифрування зображень зразків тканин, щоб замість аналізу їх під звичайним мікроскопом робити це через екран за допомогою штучного інтелекту. Це змінює нашу спеціалізацію, оскільки дозволяє, крім інших переваг, працювати в мережі між різними командами патологів, обмінюватися інформацією та навчати ординаторів на максимально можливій казуїстиці».

Що таке комп'ютерна цифрова патологія?

• Це дисципліна, яка поєднує штучний інтелект (ШІ) та моделі машинного навчання (глибоке навчання) для аналізу великих обсягів даних.
• Цифрова патологія оцифровує зображення зразків тканин для перегляду на екрані, замінюючи традиційний мікроскоп.
• Комп'ютерна патологія — це застосування ШІ до цих цифрових зображень для їх аналізу: вона ідентифікує закономірності, класифікує пухлини, передбачає результати.

Що нового вона приносить?

У галузі медичної онкології це революція, оскільки завдяки оцифруванню зразків та їх подальшому вичерпному аналізу через цифрові платформи полегшується зберігання та обмін даними між командами, а також з'являється можливість віддаленої діагностики за допомогою телепатології в місцях з меншим доступом до фахівців.

Вплив ШІ на діагностику та спостереження за онкологічними пацієнтами:

• Молекулярний анатомопатологічний аналіз тканин: Комп'ютерна цифрова патологія дозволяє провести вичерпний аналіз великих обсягів даних та зображень для виявлення генетичних особливостей пухлини.
• Діагностика: Прискорює її, підвищує точність та персоналізацію, знижуючи кількість помилок. Алгоритми ШІ можуть ідентифікувати та класифікувати пухлини з більшою точністю, навіть поділяючи їх за морфологічними характеристиками.
• Лікування: Максимально персоналізоване, оскільки ШІ дозволяє прогнозувати реакцію кожного пацієнта на лікування, його ефективність, а також вплив побічних ефектів.
• Спостереження: Стає точнішим, скорочуються візити до лікарні. Після закінчення лікування ШІ дозволяє вирішити, чи повинна частота оглядів та спостереження за кожним випадком бути більш чи менш вичерпними. Кожен пацієнт може бути віддалено моніторизований для скорочення його візитів до лікарні.

Цифрова патологія дозволяє виявляти невидимі закономірності, що робить діагностику точнішою. Крім того, вона може прогнозувати побічні ефекти та передбачати реакцію кожного пацієнта на лікування. Порівняння та аналіз гістологічних препаратів раніше займали багато часу у патологів. Доктор Фернандо Лопес Ріос, керівник секції патологічної анатомії Університетської лікарні 12 de Octubre в Мадриді, уточнює: «Раніше це робилося людським оком, це було повільне і виснажливе завдання, тепер ШІ дозволяє кількісно оцінювати зразки тканин з більшою точністю та швидкістю».

«У майбутньому, ймовірно, аналіз морфології пухлин за допомогою ШІ дозволить розробити методи скринінгу для ще точнішої діагностики», — додає Фернандо Лопес Ріос.

Біомаркери мають вирішальне значення для прискорення все більш точної діагностики, оскільки вони є справжніми скарбами інформації для медичних онкологів. Їх виявляють шляхом порівняння та аналізу даних за допомогою комп'ютерної цифрової патології. Біомаркери суттєво покращують шлях онкологічного пацієнта від діагностики до позалікарняного контролю. Доктор Лопес Ріос пояснює: «ШІ допомагає ідентифікувати та кількісно оцінювати біомаркери для прогнозування реакції на лікування та прогнозу розвитку пацієнта. У майбутньому, ймовірно, аналіз морфології пухлин за допомогою ШІ дозволить розробити методи скринінгу для ще точнішої діагностики та більш точного прогнозування прогнозу пацієнта».

«ШІ здатний дуже точно показувати клітини, долаючи деякі обмеження, які є у нас, людей», — підкреслює доктор Жорді Темпрана. «Крім того, він сприяє відтворюваності та справедливості, оскільки більша кількість фахівців може отримати доступ до одних і тих же визначень. Наприклад, алгоритми виявлення тканин вже дозволяють розпізнавати патерни неоплазії, які допомагають нам визначати ступені раку, проводити скринінг та розставляти пріоритети для відповідних пацієнтів, таким чином скорочуючи час відповіді на лікування».

Доктор Хав'єр де Кастро додає, що ідентифікація біомаркерів корисна для прогнозування побічних ефектів та ризиків лікування, а також для прогнозування реакції пацієнта на конкретний препарат. «Крім того, покращується позалікарняний контроль, оскільки за допомогою ШІ пацієнти можуть бути віддалено моніторизовані, скорочуючи кількість візитів до лікарні».

Опитані лікарі визнають, що ми знаходимося на початку впровадження ШІ, і в деяких лікарнях та автономних спільнотах вона впроваджена більше, ніж в інших. Технологія оцифрування зразків тканин все ще дорога і є основою для розвитку діагностики за біомаркерами та, таким чином, покращення прогнозу онкологічних захворювань.

Її консолідація залежатиме від наукової валідації, професійної підготовки та етичної інтеграції в медичну практику. Нещодавній документ Європейського товариства медичної онкології (ESMO) встановив мінімальні етичні критерії для використання біомаркерів на основі ШІ та запропонував фахівцям керівництво для «безпечного та інтегративного» впровадження штучного інтелекту. Документ вимагає, щоб навчання лікарів включало «грамотність» у галузі ШІ та виступає за «надійну автоматичну валідацію» результатів, особливо коли ШІ замінює судження людини-спеціаліста.