Skip to main content

Машинско учење побољшава дијагнозу пацијената са карциномом главе и врата

Под микроскопом се и плочасти ћелијски карцином плућа и плочасти ћелијски карцином главе и врата појављују као густе ћелијске групе са неспецифичним обрасцима раста, што их чини немогућим разликовати на основу микроструктуре ткива. Кредит: Фото: Јурмеистер / Цхарите Хистологи слајд примарног карцинома плућа. Под микроскопом се и плочасти ћелијски карцином плућа и плочасти ћелијски карцином главе и врата појављују као густе ћелијске групе са неспецифичним обрасцима раста, што их чини немогућим разликовати на основу микроструктуре ткива. Заслуге: Јурмеистер / Цхарите Университатсмедизин Берлин и Немачки конзорцијум против рака (ДКТК) успешно су решили дугогодишњи проблем у дијагнози карцинома главе и врата. Радећи заједно са колегама из Берлина Тецхнисцхе Университат (ТУ), истраживачи су користили вештачку интелигенцију како би развили нову класификациону методу која идентификује примарно порекло канцерозног ткива на основу хемијских промена ДНК. Тренутно се испитује потенцијал увођења у рутинску медицинску праксу. Резултати овог истраживања објављени су у Сциенце Транслатионал Медицине .

Сваке године више од 17.000 људи у Немачкој дијагностицира рак главе и врата. Они укључују рак усне шупљине, гркљана и носа, али могу утицати и на друга подручја главе и врата. Неки пацијенти са карциномом главе и врата такође ће развити карцином плућа. "У великој већини случајева, немогуће је утврдити да ли то представљају плућне метастазе рака пацијента на глави и врату или други примарни карцином, тј. Примарни карцином плућа", објашњава проф. Др Фредерицк Клаусцхен из Цхаритеовог института за патологију, који је ко-водио студију заједно са проф. др Давидом Цапером са Цхарите-овог одељења за неуропатологију. „Ова разлика је изузетно важна у лечењу људи оболелих од ових карцинома“, наглашава проф. Клаусцхен и додаје: „Иако операција може да излечи код пацијената са локализованим карциномом плућа, пацијенти са метастатским карциномом главе и врата знатно се погоршавају у смислу преживљавања и захтеваће лечење попут хеморадиотерапије. "

Када покушавају да разликују метастазе од другог примарног тумора, патолози ће обично користити утврђене технике као што су анализа микроструктуре рака и откривање карактеристичних протеина у ткиву. Међутим, због изразитих сличности карцинома главе и врата и карцинома плућа у том погледу, ови тестови обично нису убедљиви. "Да бисмо решили овај проблем, тестирали смо узорке ткива за специфичну хемијску промену познату као метилација ДНК", објашњава професор Цаппер који је, као и професор Клаусцхен, научни члан ДКТК у Берлину. Он додаје: "Из ранијих студија знамо да обрасци метилације ДНК у ћелијама рака веома зависе од органа у коме је канцер настао."

Радећи са проф. Др Клаусом-Робертом Муллером, професором за машинско учење на ТУ Берлин, истраживачка група користила је методе засноване на вештачкој интелигенцији како би ове информације биле корисне у пракси. Истраживачи су користили податке метилације ДНК из неколико стотина карцинома главе и врата и плућа како би обучили дубоку неуролошку мрежу како би разликовали две врсте рака. "Наша неуронска мрежа сада је у могућности да разликује рак плућа и метастазе карцинома главе и врата у већини случајева, достижући тачност од преко 99 одсто", наглашава проф. Клаусцхен. Он наставља: ​​"Да би пацијенти са карциномом главе и врата и додатним карциномом плућа имали што већу корист од резултата наше студије, тренутно смо у процесу тестирања примене ове дијагностичке методе у рутинској пракси. То ће укључују проспективну студију валидације да би се осигурало да нова метода може бити доступна свим оболелим пацијентима. "

Радећи заједно са истраживачима из Цхаритеа, директор Берлинског центра за машинско учење (БЗМЛ), професор Муллер, на сличан начин је одушевљен њиховим резултатима: „Вештачка интелигенција игра све важнију улогу, не само у нашем свакодневном животу и индустрије, али и природних наука и медицинских истраживања. Употреба вештачке интелигенције је, међутим, посебно сложена у медицинској области, зато су досад, само резултати ретко, доносили директне користи за пацијенте. да промене."