Program komputer mendiagnosis kanker otak lebih baik daripada dokter yang menggunakan gambar MRI

Gambar MRI otak manusia dengan kekambuhan tumor otak dan dengan radiasi (radiasi nekrosis). Struktur tumor lebih heterogen (merah) daripada struktur radiasi nekrosis.

Magnetic resonance imaging (MRI) adalah metode tomografi untuk mempelajari organ dan jaringan internal menggunakan fenomena resonansi magnetik nuklir. Gambar MRI telah menjadi biasa bagi orang-orang biasa karena banyaknya seri medis, di mana "dokter" dengan pandangan serius melihat gambar-gambar tersebut, langsung menegakkan diagnosis yang benar.

Faktanya, semuanya jauh lebih rumit. Bahkan dokter yang paling terlatih pun bisa membuat kesalahan. Sangat sulit untuk mendiagnosis kanker otak menggunakan scan MRI. Seseorang pada umumnya sering membuat kesalahan, dan kesalahan seperti itu sering kali menimbulkan konsekuensi yang menyedihkan. Nah, bagaimana jika kita melibatkan sistem komputer dalam pekerjaan dokter? Bagaimanapun, mereka belajar bagaimana membuat diagnosis sesuai dengan deskripsi penyakit dan hasil analisis pasien. Para ilmuwan dari Case Western Reserve University memutuskan untuk menguji kemampuan sistem komputer dalam hal mendiagnosis kanker dengan gambar MRI otak.

Ternyata, tidak sia-sia. Program yang dikembangkan oleh proyek membuat diagnosis lebih akurat daripada dokter manusia. Sistem ini dapat menentukan, misalnya, apa yang merupakan pembentukan tidak biasa di otak seorang pasien yang sebelumnya telah didiagnosis menderita kanker. Apakah situs ini adalah sekelompok sel mati yang dibunuh oleh radiasi, atau apakah itu kanker kembali? Komputer, setelah menganalisis gambar dengan cermat, dapat menentukan semua ini.

"Salah satu masalah yang paling mendesak untuk kedokteran adalah perencanaan perawatan yang mungkin jika pasien telah didiagnosis dengan kanker, dan sekarang perlu untuk menentukan apakah sel-sel mati setelah perawatan radiasi atau tumor belum hilang," kata Pallavi Tiwari, salah satu pengembang sistem ini. "Pada MRI, semuanya terlihat hampir sama."

Tetapi pengobatan radiasi nekrosis dan kanker sangat berbeda. Inilah masalahnya - jika Anda membuat kesalahan, pasien tidak akan menerima perawatan yang ia butuhkan, dan situasinya dapat memburuk secara signifikan. Anda dapat membedakan nekrosis dari tumor, tetapi ini membutuhkan biopsi. Dan ini mahal, dan butuh banyak waktu untuk menganalisis. Plus, biopsi adalah operasi invasif yang juga dapat berdampak negatif pada penyakit pasien.

Untuk mengembangkan program, peneliti menggunakan teknik pembelajaran mesin. Para ilmuwan menggunakan gambar MRI, yang menurut dokter sebelumnya didiagnosis dengan benar dengan memuat gambar-gambar ini ke jaringan saraf. Tidak hanya dokter yang berpartisipasi dalam proyek, insinyur, ilmuwan dari daerah lain, dan fisikawan juga bekerja pada sistem ini. Untuk perawatan sistem, dokter menggunakan gambar dari 43 pasien di University Hospitals Case Medical Center.

Tim berhasil mengembangkan algoritma yang dapat membedakan antara kedua jenis penyimpangan, dan membuat diagnosis yang benar. “Algoritma melihat apa yang dokter tidak bisa lihat. Sistem komputer mengambil sejumlah besar pengukuran gambar, mencoba menentukan keberadaan tumor atau radiasi nekrosis jaringan otak, ”kata peserta lain dalam percobaan. Tumor ganas dan efek radiasi nekrosis masih bervariasi, tetapi perbedaan ini sangat kecil sehingga hampir tidak mungkin dikenali dengan mata telanjang.

Dan jika dokter mencoba menemukan heterogenitas dalam struktur jaringan yang diteliti, maka komputer tidak hanya melakukan ini.. Dia mempelajari gambar selengkap mungkin, menganalisis gambar dengan piksel. Struktur tumor dalam gambar terlihat lebih seragam, walaupun perbedaan dengan konsekuensi nekrosis radiasi minimal, seperti yang disebutkan di atas.

Untuk menguji efisiensi metode baru, penulis proyek memutuskan untuk menggunakan gambar MRI pasien yang didiagnosis dengan benar. Gambar mencoba mengidentifikasi dokter manusia dan sistem komputer. Sebanyak 15 gambar dipilih. Salah satu dokter membuat diagnosis yang benar pada gambar 7 pasien. Yang lainnya adalah delapan. Sebuah program komputer mendiagnosis dengan benar 12 dari 15 kasus dari gambar yang sama.

Pengembang sistem mengatakan bahwa ketika itu dibuat, itu dikandung sebagai alat diagnostik tambahan. Ini dapat digunakan bersama dengan metode diagnostik lainnya, yang secara radikal akan meningkatkan akurasi diagnosis untuk pasien dengan tumor otak ganas dan untuk pasien dengan radiasi nekrosis jaringan otak.

Sekarang pengembangan ada sebagai prototipe. Para ilmuwan terus-menerus memperbaiki dan menambahkannya, berharap membuatnya lebih akurat. Untuk melakukan ini, para ilmuwan mengunggah sejumlah besar gambar MRI ke sistem dengan diagnosis yang telah dikonfirmasi sebelumnya dari sejumlah pasien dari berbagai rumah sakit. Setelah penyempurnaan teknik, menurut pengembang, dapat digunakan sebagai metode diagnostik tambahan dalam pengaturan klinis.

Source: https://habr.com/ru/post/id397505/