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.
2 часа назад
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 10:07
6 минут
Сергей Васильев

Первые сейсмические данные о внутренней структуре Красной планеты показали ее удивительно толстую кору и большое расплавленное ядро.

Вчера, 05:40
6 минут
Мария Азарова

Американские ученые проверили, есть ли взаимосвязь между возрастом и титрами нейтрализующих антител к классическому штамму коронавируса и бразильскому варианту у привитых людей.

21 июля
22 минуты
Александр Березин

Существующие континенты движутся к слиянию в один — это лишь вопрос времени, считают большинство исследователей. Группа ученых решила выяснить, что будет с обитаемостью Земли после того, как это слияние завершится. Как оказалось, температура на планете существенно вырастет при любом исходе. Но в случае формирования одного из двух возможных суперконтинентов на суше станет намного холоднее. Если возникнет второй суперконтинент, доля обитаемой твердой поверхности, напротив, возрастет. Почему так получается и что из этого следует?

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

18 июля
5 минут
Илья Ведмеденко

Представлены первые фотографии перспективного российского боевого самолета, премьера которого состоится на грядущем авиасалоне МАКС. Ранее мы уже могли видеть новую машину, однако ее скрывал защитный чехол.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: