Исследователи из Charité - Universitätsmedizin Berlin и Немецкого онкологического консорциума (DKTK) успешно решили давнюю проблему в диагностике рака головы и шеи. Работая вместе с коллегами из Technische Universität (TU) Berlin, исследователи использовали искусственный интеллект для разработки нового метода классификации, который идентифицирует первичные источники раковой ткани на основе химических изменений ДНК. Потенциал для внедрения в медицинскую практику в настоящее время проверяется. Результаты этого исследования были опубликованы в Science Transal Medicine.
Каждый год более 17 000 человек в Германии диагностируют рак головы и шеи. К ним относятся рак полости рта, гортани и носа, но также могут затрагивать другие области головы и шеи. У некоторых пациентов с раком головы и шеи также развивается рак легких. «В подавляющем большинстве случаев невозможно определить, представляют ли они легочные метастазы рака головы и шеи пациента или второго первичного рака, то есть первичного рака легких», - объясняет профессор доктор Фредерик Клаушен из Института патологии Шарите, который возглавлял исследование вместе с профессором доктором Дэвидом Каппером из отделения невропатологии Шарите. «Это различие чрезвычайно важно при лечении людей, пораженных этими видами рака», - подчеркивает профессор Клаушен, добавляя: «Хотя хирургическое вмешательство может обеспечить излечение пациентов с локализованным раком легких, пациенты с метастатическим раком головы и шеи живут значительно хуже с точки зрения выживания и потребует лечения, такого как химиолучевая терапия».
При попытке провести различие между метастазами и второй первичной опухолью патологи обычно используют установленные методы, такие как анализ микроструктуры рака и обнаружение характерных белков в ткани. Однако из-за заметного сходства между раком головы и шеи и раком легких в этом отношении, эти тесты обычно не дают результатов. «Чтобы решить эту проблему, мы проверили образцы тканей на специфическое химическое изменение, известное как метилирование ДНК», - объясняет профессор Каппер, который, как и профессор Клаушен, является научным членом DKTK в Берлине. Он добавляет: «Мы знаем из более ранних исследований, что паттерны метилирования ДНК в раковых клетках сильно зависят от органа, в котором произошел рак».
Работая с профессором доктором Клаусом-Робертом Мюллером, профессором машинного обучения в TU Berlin, исследовательская группа использовала методы на основе искусственного интеллекта, чтобы сделать эту информацию полезной на практике. Исследователи использовали данные метилирования ДНК из нескольких сотен случаев рака головы и шеи и легких, чтобы обучить глубокую нейронную сеть различать два типа рака. «Наша нейронная сеть теперь способна различать рак легких и метастазы рака головы и шеи в большинстве случаев, достигая точности более 99 процентов», - подчеркивает профессор Клаушен. Он продолжает: «Чтобы гарантировать, что пациенты с раком головы и шеи и дополнительными опухолями легких получат пользу от результатов нашего исследования как можно быстрее, в настоящее время мы находимся в процессе тестирования внедрения этого диагностического метода в повседневную практику, чтобы убедиться, что новый метод может быть доступен для всех пациентов, пострадавших».
Работая вместе с исследователями из Шарите, директор Берлинского центра машинного обучения (BZML), профессор Мюллер, также восхищен их результатами: «Искусственный интеллект играет все более важную роль не только в нашей повседневной жизни, но и в промышленности, а также в естественных науках и медицинских исследованиях. Использование искусственного интеллекта, тем не менее, особенно сложно в медицинской сфере, поэтому до настоящего времени результаты исследований приносили пациентам лишь редкие преимущества».
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190912100936.htm
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий