Искусственный интеллект нашел не замеченные человеком признаки, связанные с рецидивом рака — Naked Science
7 минут
София Жаботинская

Искусственный интеллект нашел не замеченные человеком признаки, связанные с рецидивом рака

Нейросеть лучше живых врачей увидела признаки повторного образования опухолей

Пример изображения, на котором нейросеть выделяет зону возможной патологии (обозначена темно-красным цветом)
Пример изображения, на котором нейросеть выделяет зону возможной патологии (обозначена темно-красным цветом) / Yamamoto, Kimura, Tsuzuki et al., Nature Communications, 2019

В статье, опубликованной в Nature Communications, ученые из Центра передового интеллекта RIKEN в Японии рассказали о новых возможностях для медицины, которые продемонстрировал созданный ими искусственный интеллект.

Технология, разработанная японскими учеными в сотрудничестве с рядом университетских больниц, смогла успешно обнаружить на изображениях образцов ткани больных раком соответствующие особенности без аннотаций, которые могли бы понять врачи-люди. Кроме того, ИИ нашел признаки, коррелирующие с риском рецидива рака, которые ранее не отмечались патологами. В результате прогноз компьютерной программы оказался точнее, чем диагностика на основе заключения медиков. Самые лучшие результаты показали прогнозы, объединявшие предсказания ИИ с предсказаниями врачей.

Данные работы, по мнению авторов, могут поспособствовать пониманию того, как можно безопасно использовать ИИ в медицине, помогая решить проблему «черного ящика». Пока люди сами обучают ИИ, невозможно получить от него знания сверх того, что известно нам на сегодня. Авторы работы использовали технологию «обучение без учителя». Вместо того, чтобы «обучать» ИИ медицинским знаниям, они задействовали неконтролируемые глубокие нейронные сети, известные как автоэнкодеры. Исследователи разработали метод преобразования обнаруженных ИИ функций — изначально только чисел — в изображения с высоким разрешением, которые могут быть понятны людям.

Для этого команда взяла 13 188 снимков препаратов тканей предстательной железы в больнице Nippon Medical School Hospital (NMSH). Полные данные были очень большого объема. При делении на фрагменты для глубоких нейронных сетей получилось около 86 миллиардов патчей. Обработка массива выполнялась на мощном суперкомпьютере AIP RAIDEN. Без диагностической аннотации ИИ научился использовать патологические изображения из 11 миллионов патчей.

Примеры изображений, с которыми работала нейросеть. a — группа изображений, полученная от пациентов с биохимическими признаками рецидива, b — изображения, полученные от контрольной группы / © Yamamoto, Kimura, Tsuzuki et al., Nature Communications, 2019

Признаки, обнаруженные ИИ, включали диагностические критерии рака по шкале Глисона, использующиеся во всем мире. Кроме этого, он обнаружил особенности в строме — специальной соединительной ткани, которая поддерживает внутренние органы, — в областях, не связанных с раком. Об этих специфических признаках рецидива эксперты ранее не знали, а между тем с точки зрения прогноза это оказалось важным и полезным критерием диагностики, даже более точным, чем, собственно, диагностика по шкале Глисона.

Протестировав ИИ на данных, полученных в NMSH, ученые проверили свои выводы на снимках пациентов из других госпиталей, чтобы исключить особенности техники или протоколов, — и результаты подтвердились.

По словам первого автора работы Йоичиро Ямамото, эта технология может внести большой вклад в персонализированную медицину. Она способна помочь делать высокоточные предсказания рецидива рака, основываясь на изображениях образцов. Как минимум она пригодна в случае рака предстательной железы, на котором тестировалась, но, вероятно, и для многих других.

Распознанные нейросетью визуальные признаки возможного рецидива (изображения a—e) и изображения аналогичных участков предстательной железы пациентов без риска рецидива / © Yamamoto, Kimura, Tsuzuki et al., Nature Communications, 2019

ИИ может помочь отыскать новые особенности заболеваний, еще не зафиксированные людьми. Кроме повышения точности диагностики и улучшения качества медицинской помощи, искусственный интеллект на основе подобных технологий может быть использован для поиска новых знаний в других областях вне медицины.

Ранее ученые из Научно-исследовательского института Скриппса в США научились «пробуждать» лимфоциты для борьбы с раком, а специалисты компании Toshiba разработали метод диагностики 13 видов рака по одной капле крови.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
3 часа назад
10 минут
Мария Азарова

Ученые провели анализ по 353 профессиям и оценили, насколько различия в статусе потребления алкоголя можно объяснить родом занятий.

7 часов назад
7 минут
Василий Парфенов

Когда речь заходит о передаче возбудителей инфекции воздушно-капельным путем, как это характерно для коронавируса, например, обычно вспоминают про кашель и чихание. Однако мельчайшие капельки влаги, которые содержат вирусные частицы, отлично распространяются в воздухе даже в при обычном разговоре. Японские инженеры наглядно продемонстрировали этот процесс, причем в экспериментах они воссоздали самые разные условия — с надетой маской и без, — а также расположили собеседников в наиболее распространенных для сферы услуг позах.

Позавчера, 19:03
5 минут
Илья Ведмеденко

Новое видео демонстрирует использование новейшего российского разведывательно-ударного БПЛА «Орион» на территории Сирии. Ранее этот комплекс приняли на вооружение.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

Вчера, 09:49
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

Позавчера, 19:03
5 минут
Илья Ведмеденко

Новое видео демонстрирует использование новейшего российского разведывательно-ударного БПЛА «Орион» на территории Сирии. Ранее этот комплекс приняли на вооружение.

27 января
6 минут
Василий Парфенов

Интересным наблюдением поделились сотрудники Чернобыльского радиационно-экологического биосферного заповедника. Они уже более трех лет следят за жизнью стада одичавших коров, поведение которого сильно отличается от того, что можно наблюдать у домашних сельскохозяйственных животных.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: