Модель ИИ простым языком объясняет риск развития рака груди в ближайшие пять лет
Новая модель ИИ позволяет женщинам узнать риск развития рака в течение следующих пяти лет только по их маммограммам.
Регулярное прохождение маммографии в соответствии с рекомендациями ВОЗ может помочь женщинам снизить риски, связанные со смертностью от рака груди. Однако точно установить, у каких женщин разовьется рак груди по одним только результатам скрининга, по-прежнему невозможно.
Исследователи из Университета Дьюка в Северной Каролине разработали алгоритм AsymMirai на основе глубокого обучения, который проще для понимания, чем другие технически сложные решения для прогнозирования риска развития рака груди. В сравнительном исследовании это решение показало такие же результаты, как и одна из крупнейших и сложных нейронных сетей — Mirai. Причём последняя не предоставляет обоснований своим решениям, создавая предпосылки для чрезмерной уверенности в правоте ее выводов и тем самым к неправильной диагностике.
В ходе своего исследования ученые обнаружили, что различия между тканями левой и правой груди помогают обнаружить, но не предсказать рак. Алгоритм Mirai был разработан как раз для прогнозирования на основе таких сравнений. Создатели AsymMirai сделали уклон на модификацию программы в более простую версию, основанную на внешнем интерфейсе алгоритма Mirai, при этом заменив ее сложную методологию на локальное двустороннее различие — интерпретирующий модуль, который анализирует различия в тканях левой и правой груди, тем самым упрощая понимание его прогнозов.
«Мы можем с удивительно высокой точностью предсказать, разовьется ли у женщины рак в следующие пять лет, основываясь исключительно на локальных различиях между тканями ее правой и левой груди. Это может иметь общественное значение, поскольку в не столь отдаленном будущем это может повлиять на то, как часто женщины будут проходить маммографию», — сказал ведущий автор исследования Джон Доннелли, проходящий обучение на факультете компьютерных наук в Университете Дьюка.
В ходе своей работы исследователи проанализировали данные 210 067 маммограмм, полученных в период с 2013 по 2020 год в результате исследования 81 824 пациентов из массива данных визуализации EMory BrEast (EMBED) с помощью алгоритмов Mirai и AsymMirai. Для Mirai площадь прогнозирования риска на один год под рабочей характеристической кривой (AUC) составила приблизительно 0,68, а AUC риска на четыре-пять лет — 0,69. Для AsymMirai риск рака молочной железы на один год составил 0,79, а риск на пять лет — 0,66. В подгруппе из 183 пациентов, у которых AsymMirai неоднократно выделял одну и ту же ткань за определенный промежуток времени, он достиг 3-летней AUC 0,92.
Кроме того, результаты исследования продемонстрировали клиническую значимость асимметрии груди и то, как различие тканей правой и левой груди может использоваться в будущем в качестве маркера визуализации риска развития рака груди. В итоге, как Доннелли и его коллеги считают, этот метод потенциально может использоваться специалистами радиологами в качестве вспомогательного инструмента для диагностики рака груди и прогнозирования риска развития рака.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Radiology.
