Magyar fejlesztésű mesterséges intelligencia segíti az emlőszűrést

Az orvosi, a radiológiai munka megsegítésére kifejlesztett mesterséges intelligencia (MI) képes az emlőrákot már abban a kezdeti stádiumában is detektálni, amikor az orvos szeme esetleg még semmiféle elváltozást nem észlel.

Az emlőszűrésre kifejlesztett mesterséges intelligencia alapú szoftver (Mia^(™), a Kheiron Medical Technologies terméke) a diagnózisállítás biztonságosabbá tételét szolgálja, s ezáltal szerepe van abban, hogy a növekedésben lévő daganat mielőbbi eltávolítása révén több nő számára sikerüljön további minőségi évekkel életet hosszabbítani, sőt életeket menteni. A szoftvernek a klinikai gyakorlatba való bevezetéséről, sikeres magyarországi teszteléséről, a MaMMa Klinika öt itteni telephelyén zajló szűrésekről jelent meg nemrégiben egy cikk a New York Times hasábjain. Ennek lényegi üzenetét foglaljuk össze az alábbiakban.

„Itt valóban van valami”

Az emlődaganatot felismerő mesterséges intelligencia szoftver képességének tesztelésében fontos helyszín lett Magyarország. Az eredmények több mint meggyőzőek! A tudomány fejlődésére jellemző módon, a sikerek elismerése mellett azonban, élénk vita zajlik arról a szakmai berkekben, hogy vajon ez a technológia átveheti-e a prímet az orvosi feladatok végzésében. A mesterséges intelligencia (MI) alkalmazása feleslegessé teheti-e, kiváltja-e a szakemberek munkáját.

A több mint két évtizedes radiológusi szakmai háttérrel rendelkező dr. Ambrózay Éva egy páciens mellröntgenét tanulmányozza a Bács-Kiskun Megyei Oktatókórház egyik besötétített vizsgálószobájában. A számítógépe képernyőjén megjelenő felvételt korábban két radiológus is úgy véleményezte, hogy azon nem mutatkozik az emlőrák. Most a lelet újra a doktornő elé került, mivel azon az MI szoftver piros körrel megjelölt egy helyet, ami, meglátása szerint, rákos elváltozást mutat. „Itt valóban van valami” – jegyzi meg a doktornő, miután ismételten, még nagyobb figyelemmel nézte át a jelzett területet. Ezt követően arra kérte munkatársait, hogy a szóban forgó pácienst rendeljék vissza az egy héten belül megejtendő biopsziára.

Az emlőrákszűrésben, a mesterséges intelligencia megjelenése nyomán, napjainkban áttörés zajlik. A szoftver ugyanis képes olyan gyanújeleket felfedezni, amelyeket az orvosok nem tudtak észrevenni. Az eddigi megállapítások szerint a technológia értékét mutatja, hogy legalább akkora (egyesek szerint nagyobb) eredményességgel képes kimutatni a rákot, mint a radiológusok. Itt kell kiemelni azt a meghökkentő adatot, hogy az amerikai Nemzeti Rák Intézet (National Cancer Institute) becslése szerint az emlőrákos eseteknek mintegy ötödében nem veszik észre a tumorra utaló jelzéseket a szűrés alkalmával készült mammográfiai felvételeken. Sok radiológus szakember úgy fogalmaz, ez a leginkább kézzelfogható jele annak, hogy az MI milyen mértékben tudja javítani, hatékonyabbá tenni a népegészségügyet.

Az emlőrákszűrési programjával élen járó Magyarország mára az MI technológia valódi pácienseken zajló egyik legnagyobb tesztelője lett. A próbát öt olyan kórházban, klinikán vezették be 2021-ben, ahol évi 35 ezernél több szűrés történik. E helyszíneken a mesterséges intelligencia segít most ellenőrizni azokat a rákra utaló jeleket, amelyeken, irrelevánsnak vélve azokat, a radiológusok esetleg átléptek. A rendszer továbbfejlesztéséhez adatokat nyújtandó, az USA-ban, Nagy-Britanniában és az EU-ban működő több klinika, kórház szintén megkezdte a tesztelést.

(A Szilícium-völgyben elterjedt az MI alkalmazása. Újabban chatbot (azaz "beszélő robot") készült. E fejlett rendszerekben mesterséges intelligenciával rendelkező algoritmusok képesek válaszolni az ügyfél kérdéseire. Az ilyen szoftverek, valós személy közreműködése nélkül, az emberihez rendkívüli mértékben hasonló beszélgetést, interaktív kommunikációt tudnak folytatni. Előnyük, hogy folyamatosan fejlődnek, "tanulnak", s hasznuk, hogy egyszerre szinte korlátlan számú ügyfelet képesek kiszolgálni. Egyes fejlett rendszerek a tudásuk és az emberre jellemző szófordulatok alkalmazásával akár a valós emberek munkáját is helyettesíthetik. A ChatGPT elnevezésű chatbot arra példa, hogy az MI milyen kiválóan tud emberi hangon, tónusban kommunikálni, aminek olykor riasztó következményei lehetnek. Mostani témánk kapcsán azonban ne az emberi agy modellezése után épített chatbotokra gondoljunk! Itt az emlőrákot szűrő technológiaként kerül mindennapi életünkbe a mesterséges intelligencia.)

A rákfelismerő szoftver széles körű alkalmazása előtt azonban még sok akadály áll, vélik orvosok és maguk az MI fejlesztői is. További klinikai próbák szükségesek ahhoz, hogy az emlőrák szűrésében második, harmadik leletezőként („olvasóként”) mielőbb széles körben rendszerbe lehessen állítani. Jelenleg a technológiát korlátozott számú helyen használják. A szoftvernek még azt is bizonyítania kell, hogy észreveszi, felismeri a tumor összetettebb formáit is, figyelmen kívül hagyva az álpozitív, azaz nem rákos csomókat. Bármilyen korú, népcsoportba tartozó, testalkatú nőről legyen szó, pontos eredményt kell produkálnia – fogalmazzák meg az elvárást a radiológusok. Az MI eszközök megjelenése nyomán szakmai vita bontakozott ki arról, képesek-e helyettesíteni a (hús-vér) radiológusokat. A technológia gyártóinak szembe kell nézniük azzal, hogy van, aki nagyon óvatos, néhány orvos, egészségügyi intézmény nemet mond, mások egyelőre vonakodnak igénybe venni. A szakértők nagy része viszont úgy véli, aggodalmuk alaptalan, félelmeik túlzóak. Hiszen az eljárás igen hatékony. A páciensek megbízhatnak benne, főként akkor, ha képzett (gyakorlott) orvosok alkalmazzák.

A mesterséges intelligencia kifejezetten életmentő lehet, hangsúlyozza dr. Tabár László, neves európai mammográfiai szakértő (a radiológusok képzésében is részt vevő) orvos, aki elmondja, hogy őt egyértelműen hívévé tette ez a technológia, miután volt módja több gyártótól, forgalmazótól származó szoftver működését megfigyelni. „Arról a napról álmodom, amikor a rákszűrő központokat felkereső nők azt kérdik majd a helyszínen, hogy van-e ott mesterséges intelligencia, elérhető-e számukra ez a korszerű lehetőség” – fogalmaz dr. Tabár.

Napi több száz felvétel

A világ egyik vezető MI kutatója már 2016-ban megjósolta, hogy a mesterséges intelligencia 5 éven belül túlszárnyalja a radiológusok képességeit. Geoff Hinton 2017-ben azt nyilatkozta: „Egy radiológus úgy érezheti magát, mint az a képregényfigura, aki túljutott a szikla peremén, de még nem nézett le, így nem vette észre, hogy nincs alatta föld.” (The New Yorker). A kutató két tanítványával a Torontói Egyetemen olyan képfelismerő rendszert szerkesztett, amely pontosan azonosítja az egyszerű tárgyakat (virág, kutya, autó). A rendszerük központi magját jelentő technológiát (elnevezése: mesterséges neurális hálózat) arra alapozva modellezték, ahogyan az emberi agy feldolgozza a különféle forrásokból jövő információt. Ezt az elvet használják a különféle applikációkban (pl. a Google Photos esetén az emberek, állatok azonosítására), ez teszi lehetővé, hogy a Siri, az Alexa programok felismerjék az emberi beszédet, a használt szavakat. Az ilyen mesterséges neurális hálózat hozta magával a ChatGPT-szerű chatbotok megalkotását.

A mesterséges intelligencia népszerűsítői elkötelezetten vallják, hogy a megbetegedések detektálására, így például a mammográfián az emlőrák észlelésére ez a technológia könnyen alkalmazható. Geoff Hintonnal szemben azonban, nem minden kutató gondolta úgy, hogy olyan egyszerű volna a radiológusokat helyettesíteni. A Kheiron Medical Technologies, a rák korai jeleinek felismerésében, kimutatásában a radiológusok munkáját segítő MI szoftvereket fejlesztő cég társalapítója, dr. Kecskeméthy Péter például tisztában volt azzal, hogy a valós helyzet kissé bonyolultabb. A számítógépes szakember Magyarországon nőtt fel, a főváros egyik legnagyobb kórházában dolgozott. Radiológus édesanyjától, dr. Kárpáti Edittől első kézből tudhatta, hogy a röntgenfelvételeken milyen nehéz megtalálni, felismerni az igen apró rosszindulatú elváltozásokat. A radiológusok napi több órán át, összességében százával vizsgálják a felvételeket, majd hozzák meg a beteg létét megváltoztató döntéseiket. „Nagyon könnyű elnézni a pici „léziókat”, a kóros elváltozásokat, s oly nehéz, hogy szinte lehetetlen állandóan feszülten koncentrálni” – fogalmaz dr. Kárpáti, a Kheiron cég termékfejlesztésének orvos-szakmai vezetője.

Dr. Kecskeméthy komputertudós és társa, a gépi tanulás (a gépek tanításának) szakértője, Tobias Rijken (a Kheiron cég másik alapítója) egybehangzóan vallják, a mesterséges intelligencia képes arra, hogy segítse az orvosi munkát. Az MI rendszerük betanítására több mint 5 millió korábbi, eredeti mammográfiát (emlőröntgent) gyűjtöttek össze olyan betegektől, betegekről, akik diagnózisa már ismert volt (magyarországi és argentínai klinikusoktól, valamint akadémiai intézetektől, pl. az Emory Egyetemtől jutottak ezekhez). A londoni székhelyű vállalat 12 radiológust alkalmaz arra a célra, hogy a speciális szoftvert használva, a felvételeket „felcímkézve” – az alakja, sűrűsége, elhelyezkedése, s egyéb tényezők (faktorok) alapján – bejelöljék a rákos növekményt, ezáltal tanítva meg a mesterséges intelligenciának, hogy mit kell észrevennie. A rendszerbe táplált több millió eset alapján a szoftver megalkotja az egészséges (normál), illetve a rákos szövetet mutató mammográfia matematikai „sablonját”.

A szoftver képes arra, hogy minden egyes felvételt – az emberi szabad szemhez képest – sokkal részletekbe menőbben (a szemcsésséget is felismerő módon), alaposabban nézzen meg, majd ezt követően összehasonlítsa az alapképlettel (baseline), s ahhoz viszonyítva minden egyes emlőröntgen-felvételen megtalálja az eltérést (az abnormalitást). Tavaly, egy több mint 275 emlőrákos esettel futtatott teszt nyomán a Kheiron bejelentette, hogy az MI szoftvere a radiológus személyekkel összemérhetően azonos teljesítményt nyújtott, amikor második olvasatban, azaz ellenőrzésképpen nézte át a mammográfiás felvételeket. Emellett mintegy 30%-nyi munkaterhet vett le a radiológusokról, csökkentve az átnézendő röntgenfelvételek számát. Egy másik magyar klinika tavalyi eredménye, hogy az MI-technológia 13%-kal növelte rákfelismerés-arányukat. Ennyivel több rosszindulatú elváltozást fedeztek fel.

Dr. Tabár, akinek mammográfiaolvasási módszertanát használják a radiológusok, 2021-ben kipróbálta a szoftvert. Mégpedig úgy, hogy elővette és újra átnézte az orvosi pályája során ismert legproblematikusabb esetek egy részét. Ezek között volt több olyan felvétel, amelyen a radiológusok nem vették észre a kialakulóban lévő tumort. Minden egyes ilyen esetben a mesterséges intelligencia viszont felfedezte és bejelölte a kritikus pontokat. „Sokkolóan meglepő volt, hogy milyen jól teljesített az MI” mondta dr. Tabár, hozzátéve, hogy amikor először tesztelte a technológiát, még nem volt semmiféle pénzügyi kapcsolata a Kheiron céggel. Újabban azért kap tanácsadói díjat, hogy visszacsatolásként véleményt adjon a rendszer továbbfejlesztéséhez. A más MI cégek (pl. a dél-koreai Lunit Insight vagy a németországi Vara) rendszerei, amelyeket szintén tesztelt, hasonlóan reményt keltő felismerési eredményességet produkáltak, tette hozzá.

A bizonyíték Magyarországon

A Kheiron technológiát 2021-ben alkalmazták először pácienseken a budapesti MaMMa Klinikán. A gyakorlat szerint az elkészült mammográfiás felvételt két radiológus nézi át, a rákra utaló jeleket keresve. Eztán az MI vagy jóváhagyja az orvosi véleményt, vagy bejelöli azon területeket, ahol úgy véli, szükséges még egyszer közelebbről megvizsgálni a helyzetet. Az 5 magyarországi telephelyen működő MaMMa Klinikán 22 olyan esetet dokumentáltak (2021. óta), amelyekben az MI rákot talált ott, ahol a radiológusok nem. További 40 felvétel újra átvizsgálását javasolta a mesterséges intelligencia. „Ez hatalmas áttörés” – jegyzi meg dr. Vadászy András, a MaMMa Klinika egyik vezetője, aki Kárpáti doktornő révén került kapcsolatba a Kheiron céggel. „Ha az eljárás egy vagy két nő életét megmenti, már minden fejlesztési befektetés megtérült.”

A szoftver leginkább az orvosokkal párhuzamosan, azaz velük együtt működik, s nem helyettük – hangzik a cég megállapítása. A skóciai egészségügy (Scotland’s National Health Service) hat helyszínen vezeti be kiegészítő mammográfiai értékelésként, Angliában pedig ez év végére mintegy 30 emlőrákszűrési pontot fog üzemeltetni az ellátó (England’s National Health Service). Finnországban az Oulu Egyetemi Kórház tervezi a technológia alkalmazását, Omanban pedig, még 2023 folyamán, mesterséges intelligenciát alkalmazó szűrőbusz fogja az országot járva végezni a szolgáltatást. „Az MI az orvosi munkát segítve együttműködik az orvosokkal. Az MI önmagában nem léphet az orvos helyére” – hangsúlyozza dr. Kecskeméthy Péter.

A WHO adatai szerint 2020-ban 2,3 millió emlőrák diagnózis született, és a betegség 685 ezer halálesetért felelt. Az amerikai Nemzeti Rák Intézet (National Cancer Institute) becslése szerint az emlőrákos eseteknek mintegy ötödében a szűrés alkalmával készült felvételeken nem veszik észre a tumorra utaló jeleket – ismételjük meg a fontos állítást. Dr. Constance Lehman radiológus professzor (Harvard Medical School) arra kéri az orvosokat, legyenek nagyon éberek, körültekintőek! „Szerepünk nem elhanyagolható, de lássuk be, vannak olyan feladatok, amelyeket a számítógépek segítségével pontosabban el lehet végezni” – hangsúlyozza a szakorvos, aki egyben kórházi (Massachusetts General Hospital) mammográfialeletező specialista.

Eleinte szkeptikus volt a technológiát illetően, ám aztán gyorsan meggyőződött értékeiről, mondja a Bács-Kiskun Megyei Oktatókórházban dolgozó dr. Ambrózay, és példaként előhúzza egy 58 éves asszony röntgenfelvételét, amin a mesterséges intelligencia (MI) bejelölt egy apró tumort, amit a doktornő csak nagy nehézségek árán fedezett fel. Az MI észrevett valamit, „ami minden előzmény nélkül, mintha a semmiből került volna oda” – utalt mondatával az emberi megfigyelés korlátaira, és a mesterséges intelligencia nyújtotta eljárás értékeire.

A New York Times fentiekben ismertetett, a lakosságnak szánt tájékoztató írása közérthetően mutatja be, hogy a Mia^(™) mennyire figyelemre méltó eredményeket mutat a rákos megbetegedések korai felismerésében. Ez az a pozitív üzenet, ami minden nőt arra sarkallhat, hogy vegye komolyan a szűrésekre való meghívást, hiszen az emlőrák a nők körében az egyik vezető halálok, holott az időben felfedezett daganat kezelése teljes gyógyulást eredményezhet. Napjaink tudományos ténye, hogy az orvoslásban, az egészségügy hatékonyságában és fenntarthatóságában egyre jelentősebb szerep vár a mesterséges intelligenciára.

Tovább

• Emlőrákszűrés - Önvizsgálat, mammográfia, ultrahang
• Mammográfia: Miért fontos és hogyan történik a vizsgálat?

Szerző: WEBBeteg - Fazekas Erzsébet, újságíró
Forrás: Using A.I. to Detect Breast Cancer That Doctors Miss (The New York Times)