KTU mokslininkai su partneriais pasitelkė dirbtinį intelektą: melanomą diagnozuoja net 95 proc.

Melanoma tebėra nemažas iššūkis sveikatos priežiūros sistemoms – prognozuojama, kad iki 2040 m. sergamumas šia liga pasaulyje padidės 50 proc., o mirtingumas – 68 proc. Ankstyva ir tiksli diagnozė yra labai svarbi siekiant pagerinti pacientų gydymo rezultatus ir sumažinti mirtingumą, susijusį su šiuo naviku.

Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkai bei partneriai sukūrė išmaniąją multimodalinę vaizdinimo sistemą „SmartVisSolution“, kuri skirta odos vėžio neinvazinei diagnostikai. Ji naudoja naujausius DI algoritmus, o tai leido pasiekti itin aukštą tikslumą melanomos diagnozavime – net 95 proc.

DI vertina nuotraukas

KTU Elektros ir elektronikos fakulteto (EEF) profesorius, dirbtinio intelekto (DI) ekspertas V. Raudonis, dirbęs prie šio projekto teigia, kad melanomos diagnozavimo sritis yra pakankamai aktuali, nes ši problema pasireiškia globaliu mastu.

„Mūsų sukurta vaizdinimo sistema geba automatiniu būdu parinkti tiriamam odos tipui optimalią apšvietimo spalvą ir automatiškai nustatyti odos darinio poziciją skaitmeniniame vaizde. Visa tai leidžia tiesiog telefonu nufotografuoti bet kurį odos apgamą, o mūsų sukurtas įrankis automatiškai diagnozuos melanomą, pasitelkdamas naujausius kompiuterinės regos algoritmus ir DI modelius“, – pasakoja KTU profesorius.

Jo teigimu, iš pradžių įrankio kūrėjai siekė sukurti sistemą, kuri gebėtų atskirti piktybinius odos darinius nuo ne piktybinių. Vykdant projektą kūrėjai suprato, kad gali pasiekti ir geresnių rezultatų, tad sutelkė savo dėmesį ne tik į melanomą, vėžinį susirgimą, bet ir kitas odos ligas.

„Akiai matoma šviesa yra sudaryta iš trumpesnių ir ilgesnių šviesos bangų. Ilgesnės šviesos bangos atsispindi nuo odos paviršiaus, o trumpesnės geba įsiskverbti į gilesnius odos sluoksnius. Atliekant daugiaspektrinę atsispindėjusios šviesos analizę, galima aiškiau pamatyti ir geriau suprasti odos darinių struktūrą, juose vykstančią kraujotaką ir kitą. Gydytojas, kuris vertina šiuos vaizdus, gali greitai suprasti ar nuotraukoje yra užfiksuotas piktybinis darinys, ar ne. Mes sukūrėme DI metodais grįstą algoritmą, kuris panašiai kaip medikas geba įvertinti tokias skaitmenines nuotraukas, tik automatiniu būdu“, – sako KTU profesorius.

Galutinė diagnozė – gydytojo

Jo teigimu, nors tai inovatyvi ir išskirtinė technologija, suteikianti abipuses naudas tiek pacientams, tiek gydytojams, V. Raudonis ragina visuomenę išlikti atsargiems, klausant pasiūlytos automatinės diagnozės, mat diagnozę gali patvirtinti tik gydytojas. Šiuo metu šio įrankio pritaikomumu praktikoje rūpinasi LSMU specialistai, profesorės Skaidros Valiukevičienės komanda, o pats įrankis „SmartVisSolution“ yra sertifikuotas ir jau gali būti naudojamas klinikose bei ligoninėse.

KTU profesorius V. Raudonis, demonstruodamas įrankio veikimo principą, pasakoja, kad tereikia įtarimų keliantį apgamą nufotografuoti telefonu ir įkelti šią nuotrauką į internetinę „SmartVisSolution“ svetainę.

„Paspaudus atitinkamą mygtuką, iškart galima gauti apgamo diagnozę, o šalia galima matyti klasifikavimo tikimybes t.y. procentinę melanomos tikimybės išraišką“, –  sako KTU profesorius. Pasak jo, interpretuoti ir teisingai suprasti gautus rezultatus nereikia turėti papildomų žinių.

Siūlomas internetinis puslapis yra pasiekiamas visiems, nežiūrint į tai koks yra naudotojo išsilavinimas, tačiau jis dar kart primena, kad galutinę diagnozę visada teisingiausiai nustatys gydytojai, o šis įrankis – tik pagalba didinant melanomos prevenciją.

„Jei iškiltų didelių abejonių dėl odos darinio – visada kreipkitės į medikus“, – sako profesorius.

Galės diagnozuoti ir kitas ligas

Siekiant optimizuoti dermatologų užduotis, į šį projektą buvo įtraukti modernūs kompiuterinės regos algoritmai kartu su pažangiais autonominiais sprendimų priėmimo metodais t.y. DI.

Bendradarbiaujant kuriant šį įrankį, KTU mokslininkai pirmiausiai turėjo sukurti didelį duomenų kiekį, gebantį apibendrinti DI modelį, o taip pat kartu identifikuoti sąsajas tarp odos būklės ligų ir netiesinių požymių skaitmeniniuose vaizduose. Užbaigus laboratorinius bandymus, DI modelis nedidelėmis apimtimis buvo išbandomas realiomis klinikinėmis sąlygos.

Anot V. Raudonio, tik įsitikinus, jog sukurta technologija „SmartVisSolution“ tinkamai veikia ji tapo prieinama visuomenei, o ateityje numatoma šią technologiją išplėsti diagnozuojant ir kitas odos ligas. 

KTU profesoriaus teigimu, melanomą, kaip ir kitas odos ligas, reikia diagnozuoti itin tiksliai. Jo teigimu, daugelis ligų gali turėti panašius simptomus, tad, norint priimti teisingą diagnozę, reikia medicininės patirties.

„Didžiausias iššūkis ir apribojimas, be abejo, buvo biurokratinis – t.y. pacientų duomenų naudojimas. Tam reikėjo atlikti aibę biurokratinių dalykų, kurie labai apsunkino patį projektą. Deja, įstatymai šiandien numato, kad šiais laikais nebeužtenka paciento žodinio sutikimo ir geranoriškumo, prisidedant prie naujovių kūrimo“, – sako jis.

Profesorius atskleidė, kad teko susidurti ir su „SmartVisSolution“ vartotojų išdaigomis.

„Tik sukūrus prieigą prie DI modulio, žmonės pradėjo siuntinėti ne tik odos darinių vaizdus. Pavyzdžiui, vieni bandė diagnozuoti odos darinį iš tamsaus gorilos snukio vaizdo. Aišku, mūsų sistema tokią nuotrauką priskyrė prie piktybinių navikų grupės, nes gorilos snukis atitiko visus pradinius melanomos požymius – tamsus, išraiškinga tekstūra, nevienodi kraštai ir t.t. DI modelis niekad neturėjo duomenų bazėje vaizdų su gorilomis. Nors stengiamės, kad tokių klaidų sistema nedarytų, tačiau net neabejoju, kad joje liko dar daug gyvūnų, kurie bus sumaišyti su tam tikra odos liga“, – prisiminė KTU mokslininkas.