AI w rezonansie piersi wykrywa cichego zabójcę. Nowa szansa dla zdrowia kobiet.

Zmagasz się z analizą danych do swojej publikacji naukowej lub doktoratu? Potrzebujesz wsparcia w badaniach, tworzeniu raportów lub przygotowaniu manuskryptu do prestiżowego czasopisma? Nasz zespół ekspertów łączy wiedzę naukową z najnowszymi technologiami. Pomagamy przekuć Twoje badania w sukces. Skontaktuj się z nami i dowiedz się, jak możemy przyspieszyć Twoją karierę naukową.

Tętniaki aorty piersiowej to podstępni, „cisi zabójcy”. Często nie dają żadnych objawów aż do momentu pęknięcia – stanu, który w ponad 90% przypadków kończy się śmiercią. Problem ten jest szczególnie dotkliwy dla kobiet. Statystyki są nieubłagane: u kobiet tętniaki pękają przy mniejszych średnicach naczynia, a ryzyko zgonu z ich powodu jest u nich niemal trzykrotnie wyższe niż u mężczyzn. Mimo to, nie istnieją powszechne programy przesiewowe w kierunku tętniaków aorty dla kobiet, gdyż uznawano je za nieopłacalne. Do teraz. Nowe badania pokazują, jak możemy to zmienić, wykorzystując technologię, która już istnieje i jest coraz szerzej stosowana.

Jak rutynowe badanie może ratować życie na dwa sposoby?

Coraz więcej kobiet, zwłaszcza tych o tzw. gęstej budowie piersi, jest kierowanych na badania rezonansem magnetycznym (MRI) piersi. To niezwykle czułe badanie w diagnostyce raka. Okazuje się jednak, że pole obrazowania w standardowym MRI piersi niemal zawsze obejmuje również fragment klatki piersiowej, w którym znajduje się aorta – największa tętnica w naszym ciele.

Narodził się więc rewolucyjny pomysł: a co, jeśli moglibyśmy wykorzystać te same skany MRI piersi do jednoczesnego, automatycznego poszukiwania tętniaków aorty? Pacjentka nie musiałaby przechodzić żadnych dodatkowych badań. Jeden skan, dwie kluczowe analizy. To idea oportunistycznego screeningu w czystej postaci – wykorzystania istniejących danych medycznych do dodatkowej, potencjalnie ratującej życie diagnostyki.

Sztuczna inteligencja jako nowy, niestrudzony diagnosta

W praktyce radiolog skupiający się na poszukiwaniu zmian w piersiach może nie zwrócić uwagi na subtelne poszerzenie aorty. To zrozumiałe – jego zadanie jest inne, a czas ograniczony. I tu właśnie na scenę wkracza sztuczna inteligencja (AI).

Naukowcy opracowali i wytrenowali w pełni zautomatyzowaną sieć neuronową (specjalny rodzaj algorytmu AI) do analizy skanów z rezonansu magnetycznego piersi. Jej zadaniem było:

1. Zlokalizowanie aorty: AI uczy się rozpoznawać aortę na obrazach MRI.

2. Segmentacja: Precyzyjne „wycięcie” jej trójwymiarowego kształtu ze skanu.

3. Pomiar: Automatyczne obliczenie jej średnicy w każdym punkcie, aby znaleźć najszersze miejsce.

4. Raportowanie: Oznaczenie przypadków, w których średnica aorty przekracza bezpieczne normy.

Aby upewnić się, że system jest niezawodny, przetestowano go na ogromnej, zróżnicowanej grupie ponad 5000 badań MRI pochodzących z wielu ośrodków w Europie i USA. Obejmowały one pacjentki badane z różnych powodów, na różnych aparatach MRI i przy użyciu odmiennych protokołów.

Wyniki, które zmieniają reguły gry

Rezultaty tych badań są niezwykle obiecujące i wskazują na kilka kluczowych faktów.

Znacznie wyższa wykrywalność ukrytych tętniaków

To najważniejsze odkrycie. W grupie pacjentek z jednego ze szpitali, gdzie porównano wyniki AI z rutynowymi opisami radiologicznymi, sztuczna inteligencja wykryła 3,5-krotnie więcej tętniaków aorty! Oznacza to, że wiele przypadków, które mogłyby prowadzić do tragedii, było wcześniej niezauważanych. AI zidentyfikowała 7 pacjentek z tętniakami, podczas gdy w standardowej praktyce klinicznej odnotowano zaledwie 2 takie przypadki.

Niezawodność i precyzja potwierdzona w testach

System AI okazał się nie tylko skuteczny, ale i wyjątkowo solidny. Działał poprawnie niezależnie od producenta skanera MRI, jego mocy czy konkretnego protokołu badania. Jego precyzja w mierzeniu średnicy aorty była porównywalna, a nawet nieco wyższa (mniejsza zmienność pomiarów) niż u dwóch doświadczonych radiologów oceniających te same przypadki.

Poniższa tabela obrazuje skalę i różnorodność walidacji tego przełomowego narzędzia.

Zaskakujący związek z rakiem piersi

Analiza danych ujawniła jeszcze jedną, intrygującą korelację. U kobiet, które chorowały lub chorują na raka piersi, zaobserwowano statystycznie większą średnicę aorty. Co więcej, ryzyko (tzw. iloraz szans) wystąpienia u nich tętniaka było ponad dwukrotnie wyższe (OR = 2,29) w porównaniu do kobiet bez historii onkologicznej.

Należy podkreślić, że jest to na razie korelacja, a nie dowód na związek przyczynowo-skutkowy. Potrzebne są dalsze badania, aby zrozumieć, czy sama choroba, czy może stosowane leczenie (np. niektóre rodzaje chemioterapii lub radioterapia) mogą wpływać na stan aorty. To jednak otwiera zupełnie nowy kierunek badań.

Co to oznacza dla przyszłości medycyny?

Omawiane badanie to coś więcej niż tylko kolejny algorytm AI. To potencjalna zmiana paradygmatu w myśleniu o badaniach przesiewowych. Pokazuje, że możemy w sposób inteligentny i bez dodatkowego obciążania pacjentek i systemu ochrony zdrowia, wykorzystywać istniejące procedury do wykrywania groźnych, ale ukrytych chorób.

Wdrożenie takiego systemu w praktyce klinicznej mogłoby:

• Uratować życie wielu kobiet poprzez wczesne wykrycie tętniaków aorty.

• Umożliwić wdrożenie leczenia i regularnego monitorowania u pacjentek z grupy ryzyka.

• Nie generować dodatkowych kosztów samego badania, gdyż bazuje na już wykonywanych skanach.

• Zapewnić spersonalizowaną ocenę ryzyka, ponieważ AI może obliczać także zaawansowane wskaźniki, takie jak indeksowanie średnicy aorty do wzrostu czy powierzchni ciała pacjentki.

To doskonały przykład tego, jak sztuczna inteligencja może stać się potężnym sojusznikiem lekarzy, wykonując w tle żmudne, analityczne zadania i zwracając uwagę na potencjalne zagrożenia, które inaczej mogłyby pozostać niezauważone. To przyszłość medycyny, która dzieje się na naszych oczach.

Pomysł na doktorat

Tytuł propozycji doktoratu: Prospektywna analiza wpływu poszczególnych schematów terapii onkologicznych (chemioterapii i radioterapii) na progresję zmian w aorcie piersiowej u pacjentek z rakiem piersi: Badanie z wykorzystaniem zautomatyzowanej segmentacji i analizy obrazów MRI.

Uzasadnienie i cele:

1. Adresowanie luki w wiedzy: Przedstawione badanie wykazało korelację między rakiem piersi a tętniakami aorty, ale miało charakter retrospektywny. Doktorat miałby charakter prospektywny, co pozwoliłoby na śledzenie pacjentek w czasie i próbę ustalenia związku przyczynowo-skutkowego.

2. Badanie mechanizmu: Głównym celem byłoby zbadanie, czy i które konkretnie terapie (np. antracykliny, taksany, radioterapia na obszar klatki piersiowej) mają największy wpływ na tempo wzrostu średnicy aorty.

3. Walidacja kliniczna narzędzia AI: Projekt wykorzystywałby opracowane narzędzie AI do regularnych, obiektywnych i powtarzalnych pomiarów aorty na kolejnych badaniach kontrolnych MRI, co wyeliminowałoby zmienność oceny ludzkiej.

4. Implikacje kliniczne: Wyniki mogłyby doprowadzić do opracowania nowych wytycznych dotyczących monitorowania układu krążenia u pacjentek onkologicznych i włączenia oceny aorty do standardu opieki u kobiet leczonych z powodu raka piersi, zwłaszcza przy zastosowaniu określonych, kardiotoksycznych terapii.