Programa de computador diagnostica câncer cerebral melhor do que médicos usando imagens de ressonância magnética

Imagens de ressonância magnética de um cérebro humano com recidiva de um tumor cerebral e com radiação (necrose por radiação). A estrutura do tumor é mais heterogênea (vermelha) do que a estrutura da necrose por radiação.

A ressonância magnética (RM) é um método tomográfico para o estudo de órgãos e tecidos internos, utilizando o fenômeno da ressonância magnética nuclear. As imagens de ressonância magnética tornaram-se comuns para as pessoas comuns devido ao grande número de séries médicas, onde os "médicos" com um olhar sério observam essas imagens, estabelecendo instantaneamente o diagnóstico correto.

De fato, tudo é muito mais complicado. Até o médico mais treinado pode cometer um erro. É especialmente difícil diagnosticar câncer no cérebro usando exames de ressonância magnética. Uma pessoa em geral comete erros e esses erros geralmente levam a tristes conseqüências. Bem, e se envolvermos sistemas de computador no trabalho dos médicos? Afinal, eles aprenderam a fazer diagnósticos de acordo com as descrições das doenças e os resultados das análises dos pacientes. Cientistas da Case Western Reserve University decidiram testar a capacidade dos sistemas de computadores em termos de diagnóstico de câncer com imagens de ressonância magnética do cérebro.

Como se viu, não em vão. O programa desenvolvido pelo projeto torna o diagnóstico mais preciso do que o médico humano. O sistema pode determinar, por exemplo, o que é uma formação incomum no cérebro de um paciente que já foi diagnosticado com câncer. Este site é um grupo de células mortas mortas por radiação ou é câncer de volta? O computador, após uma análise cuidadosa da imagem, pode determinar tudo isso.

"Uma das questões mais prementes da medicina é o planejamento de um possível tratamento se o paciente já tiver sido diagnosticado com câncer, e agora é necessário determinar se as células morreram após o tratamento com radiação ou se o tumor não desapareceu", diz Pallavi Tiwari, um dos desenvolvedores deste sistema. "Em uma ressonância magnética, tudo parece praticamente o mesmo."

Mas o tratamento da necrose por radiação e do câncer é radicalmente diferente. Esse é o problema - se você cometer um erro, o paciente não receberá o tratamento necessário e a situação poderá piorar significativamente. Você pode distinguir necrose de um tumor, mas isso requer uma biópsia. E isso é caro, e leva muito tempo para analisar. Além disso, uma biópsia é uma operação invasiva que também pode impactar negativamente a doença de um paciente.

Para desenvolver o programa, os pesquisadores usaram técnicas de aprendizado de máquina. Os cientistas usaram imagens de ressonância magnética, segundo as quais os médicos diagnosticavam corretamente corretamente carregando essas imagens na rede neural. Não apenas médicos participam do projeto, engenheiros, cientistas de outras áreas e físicos também trabalham nesse sistema. Para o tratamento do sistema, os médicos usaram imagens de 43 pacientes no Centro Médico do Hospital Universitário.

A equipe conseguiu desenvolver algoritmos capazes de distinguir os dois tipos de desvio e fazer o diagnóstico correto. “Os algoritmos veem o que os médicos simplesmente não conseguem ver. O sistema de computador realiza um grande número de medições de imagens, tentando determinar a presença de um tumor ou necrose por radiação do tecido cerebral ”, diz outro participante do experimento. Os tumores malignos e os efeitos da necrose por radiação ainda variam, mas essas diferenças são tão pequenas que é quase impossível reconhecer a olho nu.

E se os médicos tentam encontrar heterogeneidades na estrutura dos tecidos estudados, o computador não apenas isso.. Ele estuda as imagens o mais minuciosamente possível, analisando as imagens em pixels. A estrutura do tumor nas imagens parece mais uniforme, embora as diferenças com as consequências da necrose por radiação sejam mínimas, como mencionado acima.

Para testar a eficiência do novo método, os autores do projeto decidiram usar imagens de ressonância magnética de pacientes que foram diagnosticados corretamente. As imagens tentaram identificar médicos humanos e um sistema de computador. Um total de 15 fotos foram selecionadas. Um dos médicos fez o diagnóstico correto nas imagens de 7 pacientes. O outro é oito. Um programa de computador diagnosticou corretamente 12 dos 15 casos nas mesmas imagens.

Os desenvolvedores do sistema dizem que, quando foi criado, foi concebido como uma ferramenta de diagnóstico adicional. Ele pode ser usado em conjunto com outros métodos de diagnóstico, que melhorarão radicalmente a precisão do diagnóstico em pacientes com tumores cerebrais malignos e em pacientes com necrose por radiação do tecido cerebral.

Agora o desenvolvimento existe como um protótipo. Os cientistas constantemente refinam e complementam, na esperança de torná-lo ainda mais preciso. Para fazer isso, os cientistas carregam um grande número de imagens de ressonância magnética no sistema com um diagnóstico previamente confirmado de vários pacientes de vários hospitais. Após o refinamento da técnica, de acordo com os desenvolvedores, ela pode ser usada como um método de diagnóstico adicional em um ambiente clínico.

Source: https://habr.com/ru/post/pt397505/