Sztuczna inteligencja coraz częściej staje się jednym z najważniejszych narzędzi wspierających diagnostykę obrazową. Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Nature Cancer pokazują, że algorytmy opracowane przez Google mogą dorównywać radiologom w analizie mammografii, a w niektórych aspektach nawet przewyższać tradycyjne metody oceny obrazów.
W jednym z największych badań przeprowadzonych w ramach brytyjskiego systemu ochrony zdrowia NHS przeanalizowano dane z badań przesiewowych aż 175 000 kobiet. Wyniki wskazują, że sztuczna inteligencja może wykrywać więcej przypadków raka inwazyjnego, generować mniej wyników fałszywie dodatnich oraz znacząco skracać czas analizy obrazów diagnostycznych.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak sztuczna inteligencja opracowana przez Google wypada w porównaniu z radiologami w wykrywaniu raka piersi.
- Jakie wyniki przyniosło jedno z największych badań dotyczących wykorzystania AI w mammografii obejmujące 175 tys. kobiet.
- W jaki sposób zastosowanie AI może skrócić czas analizy mammografii i zmniejszyć obciążenie pracą radiologów.
- Dlaczego wykorzystanie sztucznej inteligencji w badaniach przesiewowych może przyspieszyć diagnostykę raka piersi.
Rak piersi – najczęstszy nowotwór u kobiet
Rak piersi pozostaje najczęściej diagnozowanym nowotworem wśród kobiet w Wielkiej Brytanii. Według danych epidemiologicznych nowa diagnoza pojawia się średnio co 10 minut. Jednocześnie system ochrony zdrowia zmaga się z poważnymi brakami kadrowymi w radiologii. Szacuje się, że w Wielkiej Brytanii brakuje obecnie około 29% radiologów klinicznych, co odpowiada niemal 2000 specjalistów. Prognozy wskazują, że do 2029 roku niedobór ten może wzrosnąć do 39%.
W takiej sytuacji narzędzia oparte na sztucznej inteligencji mogą odegrać istotną rolę w usprawnieniu diagnostyki i odciążeniu specjalistów.
Jedno z największych badań AI w mammografii
Badanie zostało przeprowadzone przez zespół naukowców z:
- Imperial College London,
- Google,
- Uniwersytetu Cambridge,
- Uniwersytetu Surrey,
- kilku ośrodków NHS, w tym Cambridge University Hospitals, Royal Marsden czy St George’s University Hospitals.
W projekcie uczestniczyła również grupa AIMS (Artificial Intelligence in Mammography Screening) zajmująca się społecznym aspektem wdrażania sztucznej inteligencji w diagnostyce. Badanie składało się z trzech części i obejmowało zarówno analizy retrospektywne, jak i ocenę działania AI w realnych warunkach klinicznych.
AI wykrywa więcej nowotworów niż tradycyjna ocena
Pierwsza część badania obejmowała 125 000 kobiet w wieku 50–70 lat, które uczestniczyły w programach badań przesiewowych NHS w latach 2015–2016. Ostateczna analiza objęła 115 973 skany mammograficzne. W badaniu porównano dwa modele diagnostyczne:
- standardową ocenę dwóch radiologów,
- ocenę jednego radiologa wspieranego przez system sztucznej inteligencji Google.
Wyniki okazały się bardzo obiecujące. Wskaźnik wykrywania raka (CDR – cancer detection rate) wzrósł z 7,54 przypadków na 1000 kobiet przy ocenie radiologicznej do 9,33 przypadków na 1000 kobiet przy wykorzystaniu AI. Co szczególnie istotne, sztuczna inteligencja była w stanie wykrywać większą liczbę nowotworów inwazyjnych, które wymagają szybkiej interwencji terapeutycznej. Dodatkowo system AI:
- zmniejszył liczbę wyników fałszywie dodatnich,
- wykrył 25% nowotworów interwałowych, czyli przypadków pojawiających się między kolejnymi badaniami przesiewowymi.
Sztuczna inteligencja skraca czas analizy obrazów
Jednym z najważniejszych rezultatów badania było znaczące skrócenie czasu analizy mammografii. W przypadku wykorzystania sztucznej inteligencji liczba odczytów została zredukowana o 32,1%, co oznaczało 195 983 analiz zamiast 288 616 wykonywanych przez radiologów. Takie ograniczenie liczby analiz przekłada się bezpośrednio na zmniejszenie obciążenia pracą specjalistów radiologii.
Analiza w czasie rzeczywistym w londyńskich ośrodkach
Druga część badania objęła 9266 przypadków klinicznych analizowanych w dwóch programach badań przesiewowych w 12 lokalizacjach w Londynie. W początkowej fazie badania wskaźnik przypomnień do dalszej diagnostyki był wyższy w przypadku AI niż w ocenie radiologów. Z tego powodu naukowcy zdecydowali się dostosować kryteria analizy stosowane przez system. Jednak nawet po tych zmianach ogromną przewagą AI pozostała szybkość analizy danych.
Średni czas odczytu mammografii przez sztuczną inteligencję wynosił 17,7 minuty, podczas gdy pierwszy odczyt wykonywany przez radiologa zajmował średnio 2,08 dnia.
Sztuczna inteligencja w roli arbitra diagnostycznego
Trzecia część badania dotyczyła zastosowania AI w procesie arbitrażu diagnostycznego. W standardowym systemie NHS mammografia jest analizowana przez dwóch specjalistów. Jeśli ich oceny są rozbieżne, sprawę rozstrzyga trzeci ekspert. W badaniu po raz pierwszy wykorzystano sztuczną inteligencję jako element procesu arbitrażu u 50 000 kobiet. Wyniki pokazały, że AI osiągała porównywalną skuteczność do ludzkich ekspertów, choć częściej kierowała przypadki do dalszej analizy.
Mimo to zastosowanie AI w tym modelu zmniejszało całkowity nakład pracy w programie badań przesiewowych.
Eksperci: AI może zmienić przyszłość diagnostyki
Dr Susan Thomas, dyrektor kliniczny w Google i współautorka badań, podkreśliła znaczenie wyników:
Wczesne wykrywanie to nasze najpotężniejsze narzędzie w walce z rakiem piersi, a te odkrycia stanowią prawdziwy punkt zwrotny. Po raz pierwszy mogliśmy rygorystycznie przetestować lekarzy i sztuczną inteligencję współpracujących ze sobą w warunkach klinicznych. Te odkrycia mogą potencjalnie wesprzeć transformację NHS i doświadczenia osób po obu stronach skanowania, przybliżając nas o krok do przyszłości, w której technologia ta wzmocni całe systemy opieki zdrowotnej i ostatecznie będzie ratować życie.
Profesor Deborah Cunningham z Imperial College Health Care NHS Trust wskazuje również na znaczenie technologii dla systemu ochrony zdrowia:
To badanie dostarcza mocnych dowodów na potencjalne zastosowanie sztucznej inteligencji w rzeczywistych badaniach mammograficznych, gdzie obsada kadrowa jest szczególnie trudna. Jej wprowadzenie mogłoby wesprzeć sukces programu badań przesiewowych w kierunku raka piersi w ramach NHS, zmniejszając śmiertelność z powodu raka piersi.
Ekspertka podkreśla również korzyści organizacyjne:
Zaoszczędzony czas pozwoli radiologom na wykonywanie bardziej praktycznych zadań, takich jak biopsja igłowa, stanowiąca istotny element diagnostyki nowotworów.
Kolejne badania nad wykorzystaniem AI
Profesor Fiona Gilbert z Uniwersytetu Cambridge zwraca uwagę, że wyniki badania stanowią podstawę dla dalszych projektów badawczych.
Praca nad arbitrażem (gdy sztuczna inteligencja oznaczyła nieprawidłowość, a człowiek nie jest pewien, czy wycofać kobietę) jest bardzo ważna i pomoże w opracowaniu brytyjskiego prospektywnego badania EDITH.
Projekt EDITH będzie jednym z największych międzynarodowych badań analizujących zastosowanie różnych narzędzi AI w mammografii w 30 ośrodkach diagnostycznych.
Główne wnioski
- Największe badanie NHS obejmujące 175 000 kobiet wykazało, że sztuczna inteligencja Google’a może wykrywać więcej przypadków raka piersi niż tradycyjna ocena radiologiczna.
- W analizie retrospektywnej obejmującej 115 973 skany mammograficzne wskaźnik wykrywania raka wzrósł z 7,54 do 9,33 przypadków na 1000 kobiet przy zastosowaniu AI jako drugiego czytelnika.
- Sztuczna inteligencja pozwoliła również zmniejszyć liczbę wyników fałszywie dodatnich oraz wykryła około 25% nowotworów interwałowych, czyli przypadków pojawiających się pomiędzy kolejnymi badaniami przesiewowymi.
- Zastosowanie AI skróciło czas analizy mammografii o około 32%, co może znacząco zmniejszyć obciążenie pracą radiologów w systemach ochrony zdrowia.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/s43018-026-01128-z
- Imperial College London
