Tehisintellekt ennustab rinnavähki 5 aasta pärast – FDA kuulutab tehnoloogia läbimurdeks

Uus tehnoloogia, mis kasutab tehisintellekti (AI) mammogrammide analüüsimiseks ja naise individuaalse viieaastase rinnavähiriski ennustamise täpsuse parandamiseks, on saanud USA Toidu- ja Ravimiametilt (FDA) läbimurdelise seadme staatuse. Washingtoni Ülikooli Meditsiinikooli St. Louisis teadlaste poolt välja töötatud tehnoloogia on litsentsitud Washingtoni Ülikooli idufirmale Prognosia Inc.

Süsteem analüüsib mammogramme ja annab riskiskoori, mis määrab tõenäosuse, et naisel tekib rinnavähk järgmise viie aasta jooksul. Tehnoloogia ühildub mõlemat tüüpi mammograafiliste piltidega: nelja 2D-pildiga rinnast, mis on saadud täisväljaga digitaalse mammograafia abil, ja sünteetilise 3D-pildiga rinnast, mis on saadud digitaalse rinna tomosünteesi abil.

Oluline on see, et süsteem annab viie aasta absoluutse riski, mis võrdleb naise riski keskmise riskiga, mis põhineb riiklikel rinnavähi määradel. See annab sisuka hinnangu, mis on kooskõlas USA riiklike riski vähendamise suunistega, et arstid teaksid, milliseid samme astuda, kui naisel on suurenenud risk.

FDA läbimurdeseadme nimetus pakub kiirendatud läbivaatamisprotsessi täielikuks turule toomiseks, et pakkuda patsientidele ja arstidele kiiremat juurdepääsu uutele meditsiiniseadmetele. Selle nimetuse saanud tooted on juba läbinud range testimise ja on näidanud suurt potentsiaali kurnavate või eluohtlike seisundite ravi või diagnoosimise parandamiseks.

Tarkvarapaketi nimega Prognosia Breast töötasid välja Graham A. Colditz, MD, PhD, Naiss-Heini kirurgiaprofessor ja Barnes-Juudi Haigla Sitemani Vähikeskuse ning Washingtoni Ülikooli Meditsiinikooli ennetus- ja tõrjeosakonna asedirektor ning Shu (Joy) Jiang, PhD, Washingtoni Ülikooli Meditsiinikooli rahvatervise osakonna kirurgia dotsent.

Kolditz ja Jiang asutasid Prognosia 2024. aastal koostöös Washingtoni Ülikooli tehnoloogiajuhtimise bürooga (OTM) ja BioGenerator Venturesiga, millest viimane pakkus nii rahalist tuge kui ka äristrateegia ekspertiisi resident-ettevõtja David Smolleri (Ph.D.) kaudu.

Tarkvara on eelnevalt treenitud masinõppesüsteem, mis analüüsib mammogramme ja annab hinnangu rinnavähi tekke tõenäosuse kohta järgmise viie aasta jooksul, tuginedes ainult piltidele ja naise vanusele. Arendajate sõnul hindab Prognosia Breast rinnavähi tekke viieaastast riski 2,2 korda täpsemalt kui standardmeetod, mis tugineb küsimustikule, mis võtab arvesse selliseid tegureid nagu vanus, rass ja perekonna ajalugu.

Süsteemi treeniti kümnete tuhandete naiste varasemate mammogrammide põhjal, keda oli Sitemani vähikeskuses rinnavähi suhtes skriinitud. Mõnel neist tekkis hiljem vähk, mis võimaldas süsteemil „õppida“ ära tundma kasvaja arengu varajasi märke – märke, mida isegi väga kogenud arst ei märkaks.

„Oleme põnevil selle tehnoloogia potentsiaalist parandada rinnavähi riski ennustamist ja ennetamist laiaulatuslikult – olenemata sellest, kus naist skriiningule tehakse,“ ütles Colditz. „Pikaajaline eesmärk on muuta see tehnoloogia kättesaadavaks igale naisele, kellel tehakse mammograafia skriinimist kõikjal maailmas.“

"Olenemata saadud pildi tüübist näitavad meie andmed tarkvara potentsiaali tuvastada naisi, kellel on suurenenud risk rinnavähi tekkeks järgmise viie aasta jooksul, andes neile võimaluse võtta sihipäraseid samme selle riski vähendamiseks."

Uuel seadmel võib olla märkimisväärne mõju riskide ennustamisele, kuna infrastruktuur tarkvara koheseks juurutamiseks kõikjale, kus mammograafiat tehakse, on juba olemas. Lisaks käivad paljud naised juba regulaarselt mammogrammides. Haiguste Ennetamise ja Tõrje Keskuste (CDC) 2023. aasta uuringu kohaselt teatas enam kui 75% 50–74-aastastest naistest, et neil on viimase kahe aasta jooksul mammogramm tehtud.

Isegi laialdase sõeluuringu korral diagnoositakse umbes 34% rinnavähi diagnoosiga naistest Ameerika Ühendriikides haiguse hilises staadiumis. Võimalus hinnata riski viis aastat enne haiguse algust parandab tõenäoliselt varajast avastamist, vähendades hilise staadiumi diagnooside arvu, väidavad teadlased. On näidatud, et varajane avastamine parandab ravi efektiivsust ja vähendab rinnavähi suremust.

„Läbimurdeseadme nimetuse saamine on võimas tunnustus selle uurimisrühma erakordse pühendumuse ja visiooni eest rinnavähi diagnoosimise ja ravi parandamisel,“ ütles Washingtoni Ülikooli innovatsiooni ja turustamise aserektor Doug E. Franz, Ph.D.

„Tarkvara loomine, mida saab kiiresti integreerida mis tahes mammograafiakeskuse töövoogu, nõuab aastaid pühendunud tööd. See parandab oluliselt rutiinsete mammogrammide kliinilist väärtust, olenemata sellest, kus neid tehakse. See on suurepärane näide ettevõtluse ja kommertsialiseerimise olulisest rollist Washingtoni ülikoolis tipptasemel uuringute tõlkimisel reaalseteks tehnoloogiateks, mis parandavad patsiendihooldust.“

Seade annab viieaastase riskiskoori, mis on mõeldud radioloogide tehtud analüüsi täiendamiseks, mitte asendamiseks, kusjuures radioloogid jätkavad mammogrammide läbivaatamist vastavalt standardprotokollidele. Ameerika Kliinilise Onkoloogia Seltsi ja USA Ennetusteenuste Töörühma andmetel peetakse viieaastast riski 3% või rohkem kõrgenenud riskiks. Rühmad soovitavad, et kõrgenenud riskiskooriga naised tuleks suunata spetsialistide juurde, kes saavad neid täiendavate sõeluuringute ja ennetusstrateegiate osas nõustada.

Umbes ühel kaheksandast naisest Ameerika Ühendriikides diagnoositakse elu jooksul rinnavähk. Kõrge riskiga naistel võidakse teha sagedasemat sõeluuringut, mis võib hõlmata ka muid pildiuuringuid, näiteks magnetresonantstomograafiat, ja mõnel juhul keemiaravi ravimeid, näiteks tamoksifeeni, või endokriinravi ennetava meetmena. Kui need võimalused on saadaval, on oluline tuvastada kõrge riskiga naised, et nad saaksid pöörduda spetsialistide poole, kes aitavad neil teha olulisi valikuid.

Meeskond plaanib Sitemani vähikeskuses kliinilist uuringut, milles kasutatakse Prognosia rinnavähi riskihindamist koos standardsete mammograafia sõeluuringu protokollidega. Standardprotokollide hulka kuuluvad mammogrammide ülevaated ja rindade tiheduse hindamised, mida juba pakutakse kõigile patsientidele. Suurema riskiga naised suunatakse rinnavähi spetsialistide juurde, kes aitavad patsientidel leida võimalusi kõrge rinnavähi riski haldamiseks.

„Vaatamata asjaolule, et tänapäevane rinnakuvamine on kõrgtehnoloogiline ja seda kasutatakse laialdaselt olemasolevate kasvajate avastamiseks, põhineb tänapäevane rinnavähi riski ennustamine endiselt küsimustikul ega hinda tulevast riski eriti hästi,“ ütles Jiang. „Meie töö keskendus selle puuduse kõrvaldamisele. Üleminek pildipõhisele riski ennustamisele, mis meie uuringute kohaselt on palju täpsem, võib patsiendihooldust revolutsiooniliselt muuta.“

FDA praegune määratlus kehtib ühel ajahetkel tehtud mammogrammide piltide analüüsi kohta. Tulevikus plaanivad teadlased Prognosia Breast'i uuendada, et süsteem saaks analüüsida sama patsiendi mammogramme mitme aasta jooksul, mis võiks veelgi parandada ennustuste täpsust.