Применение искусственного интеллекта в диагностике рака легких на основе КТ грудной клетки

Диагностика рака легких имеет огромное значение в современной медицине, так как это заболевание является одной из самых распространенных причин смерти во многих странах мира. Раннее выявление рака легких принципиально определяет шансы на выживание пациентов, поскольку на первой стадии вероятность выздоровления гораздо выше, чем на более поздних этапах. Однако болезнь часто проявляет симптомы только на поздних стадиях, что затрудняет раннюю диагностику. Традиционные методы скрининга, такие как рентгенография легких, не всегда достаточно эффективны для обнаружения изменений на ранних стадиях.

Развитие искусственного интеллекта (ИИ) предлагает возможность переосмыслить диагностические процессы. Применение ИИ в радиологической диагностике не только ускоряет рабочие процессы, но и повышает точность диагнозов. Благодаря последним исследованиям и разработкам венгерский консорциум, в который входят Университет Семмелвейса и компания Ulyssys Kft., разработал инновационное решение для диагностики рака легких. Его цель – поддержать программы скрининга рака легких и таким образом способствовать раннему выявлению заболевания и улучшению показателей выздоровления.

Ситуация с раком легких и диагностические вызовы

Рак легких является одним из самых распространенных видов рака и, согласно статистике смертности, представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения. Ранняя диагностика заболевания необходима для улучшения качества жизни пациентов и повышения показателей выживаемости. Традиционные методы скрининга рака легких, такие как рентгенография, не всегда достаточно надежны, поскольку изменения на ранних стадиях часто не могут быть обнаружены.

Согласно последним исследованиям, низкодозная КТ-диагностика (LDCT) имеет значительные преимущества в скрининге рака легких, особенно среди курильщиков. LDCT доказано снижает смертность от рака легких, однако для внедрения скрининговых программ требуется оценка большого количества снимков КТ грудной клетки, что создает огромную нагрузку на радиологов. Европейский Союз сделал рекомендации по внедрению КТ-скрининга, однако доступные ресурсы радиологов ограничены, что создает необходимость в срочных решениях для ускорения и повышения эффективности диагностических процессов.

Роль искусственного интеллекта в диагностике рака легких

Развитие искусственного интеллекта, особенно в области глубокого обучения (Deep Learning, DL), предоставляет значительные преимущества в радиологической диагностике. Цель партнерства между компанией Ulyssys Kft. и Университетом Семмелвейса – разработка системы диагностики рака легких, которая использует ИИ для повышения эффективности скрининга рака легких. Искусственный интеллект способен автоматически анализировать снимки КТ, выявлять подозрительные изменения и приоритизировать случаи, ожидающие оценки.

Кроме того, система создает краткие отчеты и резюме по снимкам, что облегчает работу радиологов. Сгенерированные ИИ 3D-сегментации позволяют более точно выявлять подозрительные изменения, тем самым повышая точность диагноза. Применение ИИ не только сокращает время диагностики, но и значительно экономит ресурсы радиологов, позволяя им обслуживать большее количество пациентов.

Разработанная система искусственного интеллекта продемонстрировала свою эффективность на практике, поскольку на независимом тестовом наборе чувствительность превысила 96%, а специфичность также показала значение выше 80%. Эта производительность указывает на то, что система надежно способна идентифицировать подозрение на рак легких, способствуя ранним диагнозам и спасая жизни пациентов.

Перспективы будущего и процесс клинической валидации

В процессе разработки системы диагностики рака легких исследователи уделили внимание не только технологическим решениям, но и клинической применимости. В рамках проекта было собрано и проанализировано более 8000 низкодозных КТ-снимков грудной клетки, чтобы искусственный интеллект мог как можно точнее идентифицировать признаки рака легких. В ходе исследований, проводимых Университетом Семмелвейса, система постоянно совершенствовалась за счет сегментации опухолей и сравнения с ручными оценками.

В рамках разработок компания Ulyssys Kft. создала программное решение, которое позволяет загружать снимки КТ и проводить диагностику. С помощью этого решения радиологи могут легче принимать решения во время диагностики. Для выхода на рынок компания начала процесс получения сертификации ISO 13485 и сертификата CE/MDR, чтобы обеспечить юридическую и административную соответствие системы.

Клинические валидационные испытания позволяют тестировать разработанную систему в реальных клинических условиях, что является необходимым для успешного выхода на рынок. Цель состоит в том, чтобы система диагностики рака легких с поддержкой искусственного интеллекта способствовала не только раннему выявлению рака легких в Венгрии, но и на международном уровне, улучшая шансы на выживание и качество жизни пациентов.