Pavadinimas Sybil kilęs iš Senovės Graikijos orakulų, dar žinomų kaip sibilės: moteriškos figūros, kuriomis buvo remiamasi perduodant dieviškas žinias apie neregimą ir visagalę praeitį, dabartį ir ateitį. Dabar pavadinimas buvo išrastas iš senovės ir suteiktas dirbtinio intelekto įrankiui plaučių vėžio rizikai įvertinti, kurį sukūrė MIT Abdul Latif Jameel Mašininio mokymosi sveikatos klinikos, Masinio bendrojo vėžio centro (MGCC) ir Chang Gung memorialinės ligoninės mokslininkai. (CGMH).
Plaučių vėžys yra mirtiniausias vėžys pasaulyje Nr. 1, dėl kurio 2020 m. visame pasaulyje mirė 1,7 mln. žmonių, o tai nusineša daugiau žmonių nei kiti trys mirtingiausi vėžio atvejai kartu paėmus.
„Tai yra didžiausias vėžio žudikas, nes jis yra gana dažnas ir gana sunkiai gydomas, ypač kai jis pasiekė pažengusią stadiją“, – sako Florianas Fintelmannas, MGCC krūtinės ląstos intervencinis radiologas ir naujojo darbo bendraautoris. „Šiuo atveju tai svarbu. žinoti, kad anksti aptikus plaučių vėžį, ilgalaikis rezultatas bus žymiai geresnis. Jūsų penkerių metų išgyvenamumas yra artimesnis 70 proc., o jei jį nustatote pažengus į priekį, penkerių metų išgyvenamumas bus mažesnis nei 10 procentų“.
Nors pastaraisiais metais padaugėjo naujų gydymo būdų, skirtų kovojant su plaučių vėžiu, dauguma pacientų, sergančių plaučių vėžiu, vis dar pasiduoda šiai ligai. Mažos dozės plaučių kompiuterinės tomografijos (LDCT) tyrimai šiuo metu yra labiausiai paplitęs būdas, kuriuo pacientai tikrinami dėl plaučių vėžio, tikintis jį rasti ankstyviausiose stadijose, kai jį dar galima chirurginiu būdu pašalinti. Sybil žengia dar vieną žingsnį į atranką, analizuodama LDCT vaizdo duomenis be radiologo pagalbos, kad prognozuotų riziką, kad pacientas ateityje susirgs plaučių vėžiu per šešerius metus.
Savo naujame dokumente, paskelbtame Klinikinės onkologijos žurnalas, Jameel Clinic, MGCC ir CGMH mokslininkai įrodė, kad Sybil gavo 0,75, 0,81 ir 0,80 C indeksus per šešerius metus iš įvairių plaučių LDCT skenavimo rinkinių, paimtų iš Nacionalinio plaučių vėžio atrankos tyrimo (NLST), Mass General. Ligoninė (MGH) ir CGMH atitinkamai – modeliai, kurių C indekso balas didesnis nei 0,7, laikomi gerais, o daugiau nei 0,8 – stipriais. Vienerių metų prognozės ROC-AUC, naudojant Sybil, buvo dar aukštesni – nuo 0,86 iki 0,94, o 1,00 yra aukščiausias galimas balas.
Nepaisant sėkmės, 3D plaučių kompiuterinės tomografijos pobūdis padarė Sybil iššūkiu sukurti. Bendraautorius Peteris Mikhaelis, MIT elektros inžinerijos ir kompiuterių mokslo doktorantas, Jameel klinikos ir MIT kompiuterių mokslo ir dirbtinio intelekto laboratorijos (CSAIL) filialas, palygino procesą su „bandymu rasti adatą šieno kupetoje“. Vaizdo duomenims, kurie buvo naudojami treniruojant Sybil, iš esmės nebuvo jokių vėžio požymių, nes ankstyvos stadijos plaučių vėžys užima nedideles plaučių dalis – tik dalį šimtų tūkstančių pikselių, sudarančių kiekvieną kompiuterinę tomografiją. Tankesnės plaučių audinio dalys yra žinomos kaip plaučių mazgeliai, ir nors jie gali būti vėžiniai, dauguma jų nėra ir gali atsirasti dėl užgijusių infekcijų ar ore esančių dirgiklių.
Siekdami užtikrinti, kad Sybil galėtų tiksliai įvertinti vėžio riziką, Fintelmannas ir jo komanda pažymėjo šimtus kompiuterinės tomografijos tyrimų su matomais vėžiniais navikais, kurie būtų naudojami Sybil treniruoti, prieš bandydami modelį kompiuterinės tomografijos tyrimu be pastebimų vėžio požymių.
MIT elektros inžinerijos ir informatikos doktorantas Jeremy Wohlwendas, šio straipsnio bendraautorius ir Jameel klinika bei CSAIL filialas, nustebo, kaip gerai Sybil įvertino, nepaisant to, kad nebuvo matomo vėžio. „Mes tai nustatėme, kai mes [as humans] negalėjo tiksliai pamatyti, kur yra vėžys, modelis vis tiek galėjo nuspėti, kuriame plautyje galiausiai išsivystys vėžys“, – prisimena jis. „Žinant [Sybil] sugebėjo pabrėžti, kuri pusė buvo labiausiai tikėtina, mums buvo tikrai įdomi.
Bendraautorė Lecia V. Sequist, medicinos onkologė, plaučių vėžio ekspertė ir MGH ankstyvojo vėžio nustatymo inovacijų centro direktorė, teigia, kad komandos rezultatai, pasiekti su Sybil, yra svarbūs, „nes plaučių vėžio atranka nenaudojama turi didžiausią savo potencialą JAV ar visame pasaulyje, o Sybil gali padėti mums įveikti šią spragą.
Plaučių vėžio patikros programos dėl įvairių veiksnių nepakankamai išvystytos JAV regionuose, kuriuos labiausiai paveikė plaučių vėžys. Tai svyruoja nuo stigmos prieš rūkalius iki politinių ir politinių veiksnių, tokių kaip Medicaid plėtra, kuri įvairiose valstijose skiriasi.
Be to, daugelis pacientų, kuriems šiandien diagnozuotas plaučių vėžys, arba niekada nerūkė, arba yra buvę rūkaliai, metę rūkyti daugiau nei prieš 15 metų – dėl šių savybių abi grupės negali atlikti plaučių vėžio KT patikros Jungtinėse Valstijose.
„Mūsų mokymo duomenis sudarė tik rūkaliai, nes tai buvo būtinas kriterijus norint patekti į NLST“, – sako Mikhaelis. „Taivane jie tikrina nerūkančius, todėl tikimasi, kad mūsų patvirtinimo duomenyse bus žmonių, kurie nerūko, ir buvo įdomu matyti, kad Sybil gerai apibendrina šią populiaciją.
„Sekantis įdomus tyrimo žingsnis bus perspektyvus Sybil tyrimas su žmonėmis, kuriems gresia plaučių vėžys ir kurie nerūkė arba metė rūkyti prieš dešimtmečius“, – sako Sequist. „Kiekvieną dieną gydau tokius pacientus savo plaučių vėžio klinikoje ir jiems, suprantama, sunku susitaikyti, kad jie nebūtų buvę kandidatais pasitikrinti. Galbūt ateityje tai pasikeis“.
Daugėja pacientų, sergančių plaučių vėžiu, kurie priskiriami nerūkančiųjų kategorijai. Nerūkančioms moterims dažniau diagnozuojamas plaučių vėžys nei nerūkantiems vyrams. Pasaulyje daugiau nei 50 procentų moterų, kurioms diagnozuotas plaučių vėžys, yra nerūkančios, o vyrų – 15–20 procentų.
MIT profesorė Regina Barzilay, bendraautorė ir Jameel Clinic AI fakulteto vadovė, kuri taip pat yra Kocho integruojamųjų vėžio tyrimų instituto narė, už MIT ir MGH bendras pastangas dėl Sybil dėkoja Sylviai, artimos draugės seseriai. Barzilay ir vienas iš Sequist pacientų. „Sylvija buvo jauna, sveika ir atletiška – ji niekada nerūkė, – prisimena Barzilay. – Kai ji pradėjo kosėti, nei gydytojai, nei šeima iš pradžių neįtarė, kad priežastis gali būti plaučių vėžys. Kai Sylvia pagaliau buvo diagnozuota ir sutiko daktarą Sekvistą, Liga buvo per daug pažengusi, kad sugrąžintų savo eigą. Liūdėdami dėl Silvijos mirties negalėjome nustoti galvoti, kiek kitų pacientų yra panašios trajektorijos.
Šį darbą parėmė Bridge Project, MIT Kocho instituto ir Dana-Farber/Harvardo vėžio centro partnerystė; MIT Jameel klinika; Quanta kompiuteris; Atsistoti prieš vėžį; MGH ankstyvojo vėžio nustatymo inovacijų centras; Bralower ir Landry šeimos; Viršutinis plaučių vėžys; ir Erico ir Wendy Schmidt centras MIT ir Harvardo plačiajame institute. Linkou CGMH vėžio centras, priklausantis Chang Gung medicinos fondui, suteikė pagalbą renkant duomenis, o R. Yang, J. Song ir jų komanda (Quanta Computer Inc.) suteikė techninę ir kompiuterinę pagalbą analizuojant CGMH duomenų rinkinį. Autoriai dėkoja Nacionaliniam vėžio institutui už prieigą prie NCI duomenų, surinktų Nacionalinio plaučių atrankos tyrimo metu, taip pat pacientams, kurie dalyvavo tyrime.
Paspauskite Paminėjimai
CBS Boston
MIT ir Masačusetso bendrosios ligoninės mokslininkai sukūrė „Sybil“ – dirbtinio intelekto įrankį, galintį numatyti riziką, kad pacientas susirgs plaučių vėžiu per šešerius metus, CBS Boston praneša Mallika Marshall.
„The Washington Post“.
MIT mokslininkai sukūrė naują dirbtinio intelekto įrankį, pavadintą „Sybil“, kuris gali padėti prognozuoti, ar pacientas susirgs plaučių vėžiu iki šešerių metų, praneša Pranshu Verma. „The Washington Post“.. „Didžioji dalis technologijų apima analizę dideli medicininių nuskaitymų, duomenų rinkinių ar vaizdų srautai, o tada įvedami į sudėtingą dirbtinio intelekto programinę įrangą“, – aiškina Verma. „Iš ten kompiuteriai mokomi aptikti navikų ar kitų anomalijų vaizdus.
