Sztuczna inteligencja pomoże zdiagnozować wady genetyczne płodu

Instytut Matki i Dziecka współpracuje z Microsoft Research ze Stanów Zjednoczonych przy realizacji pierwszego na świecie projektu wykorzystującego sztuczną inteligencję we wczesnym wykrywaniu genetycznych wad nerek u płodów.

– Cyfryzacja wprowadza medycynę na taki poziom, na jakim nigdy jeszcze się nie znajdowała (…) a technologie likwidują bariery wynikające np. z odległości, czego dowodzi nasza współpraca z Microsoft. Ogranicza nas zatem jedynie śmiałość w sięganiu po nowe rozwiązania – mówi dr n. med. Tomasz Maciejewski, dyrektor Instytutu Matki i Dziecka w Warszawie.

Projekt realizowany w IMiD ma doprowadzić do stworzenia algorytmów sztucznej inteligencji oraz oceny ich użyteczności w celu zwiększenia skuteczności badań prenatalnych. Naukowcy przewidują, że algorytmy mogą być wykorzystane jako narzędzie wspierające lekarzy, pokazując im zmiany w obrazach ultrasonograficznych płodów, które wskazują potencjalne choroby genetyczne. To pierwsza taka współpraca pomiędzy polskim ośrodkiem medycznym a Microsoft Research w obszarze opracowywania i testowania technologii do badań dotyczących genetyki.

– Jesteśmy przekonani, że sztuczna inteligencja po prostu jest w stanie zobaczyć więcej niż lekarz – przyznaje dr hab. n. med. Beata Nowakowska, prof. IMiD, Kierownik Zespołu Pracowni Cytogenetyki Zakładu Genetyki Medycznej IMiD, kierująca projektem ze strony Instytutu. – Jeśli tylko dobrze opracujemy dane genetyczne i dane z USG, będziemy mogli wykorzystać proces uczenia maszynowego i sztuczną inteligencję do wsparcia diagnozowania nieprawidłowości u płodów za pomocą USG – dodaje prof. Nowakowska.

W tym celu powstają modele bazowe, dzięki którym technologia będzie w stanie rozpoznać obrazy przedstawiające nieprawidłowości u płodu. Aby tego dokonać, trzeba odpowiednio opracować dwa zbiory danych pochodzących od tych samych pacjentów, którzy już zostali zdiagnozowani. Pierwszy zbiór stanowią dane genetyczne, a drugi – obrazy ultrasonograficzne zaistniałych nieprawidłowości. W tym celu zespół pod kierownictwem prof. Nowakowskiej wykorzystał ogólnie dostępne zbiory danych oraz własne zasoby informacji, pozyskanych od pacjentów za ich zgodą. Do ich analizy i wykazania korelacji pomiędzy nieprawidłowością genomu a jej obrazu z badania USG wykorzystywany jest moduł danych naukowych (data science module) bazujący na platformie chmurowej Microsoft Azure, który dostarczył Instytutowi Microsoft Research.

Wczesne wykrycie niepokojących zmian w rozwoju płodu może umożliwić specjalistom bardziej szczegółową diagnostykę ciąży i jej przebiegu oraz ustalić właściwe formy leczenia w trakcie ciąży i już po narodzinach. Wreszcie, w części przypadków wczesne rozpoznanie choroby pozwala podjąć leczenie dziecka jeszcze w łonie matki lub bezpośrednio po jego narodzeniu, co np. pozwoli zapobiec kolejnym powikłaniom.

Podobnym projektem, który w Instytucie oczekuje na swój pilotaż, jest wsparcie za pomocą sztucznej inteligencji wykrywania zmian w jamie macicy pacjentek. Technologię do tego rozwiązania – czyli silnik AI – dostarcza Sky Engine, partner Microsoft, który z powodzeniem wdrożył już rozwiązanie AI pozwalające na skrócenie czasu potrzebnego na analizę filmów z endoskopii kapsułkowej, usprawniając dzięki temu pracę wielu specjalistów. Specjalnie przygotowane algorytmy sztucznej inteligencji wybierają z kilkugodzinnego filmu te jego fragmenty, na których powinien skoncentrować się specjalista. Po przeszkoleniu systemu w zakresie zmian w macicy, ma on podobnie wskazywać lekarzom ewentualne niepokojące obszary, by poprawić skuteczność diagnostyczną badań.

Źródło: materiały prasowe

Czytaj więcej: Polscy lekarze chcą większego udziału technologii w medycynie