Štyri trendy v Health AI v 2019-4. časť

V minulých častiach som sa pozrela na použitie umelej inteligencie (AI) vo výskume a vývoji liekov, na veľké technologické IT firmy v oblasti Health, na prienik AI do farmaceutických firiem, a dnes sa pozrieme na štvrtý trend, a to použitie AI v diagnostike.

Health AI je pravidelná rubrika venovaná technologickým inováciam v oblasti medicíny a life sciences. Partnerom obsahu je firma Cognexa, ktorá vyvíja špecializované softvérové riešenia, založené na technológii tzv. umelej inteligencie, aj pre organizácie v oblasti medicíny a life sciences.

Ďaľšie vydanie uverejním začiatkom marca a pozrieme sa v ňom na pilotné slovenské podujatie Martin Artificial Intelligence, zamerané na využitie umelej inteligencie v medicíne a rádiológii.

Diagnostika zobrazovacími metódami patrí medzi priekopníkov v použití AI v medicíne a preto je aj pravdepodobne najďalej vo vývoji. Výsledky zobrazovacích metód- či už sú to EKG, EEG, RTG, CT, NMR snímky, naskenované „nafarbené“ rezy tkanív, či fotky kožných útvarov a tváre- obsahujú veľa použiteľných dát vo veľmi štruktúrovanej podobe. Napríklad z jedného snímku rezu tkaniva je možné získať množstvo informácií- ako vyzerá normálne tkanivo, ako vyzerá tkanivo napadnuté rakovinou, ako vyzerá tkanivo v predrakovinových štádiach, či organizmus odpovedal nejakou imunitnou reakciu a došlo k infiltrácii imunitnými bunkami, a podobne. Ak vás zaujíma, kde sa AI v diagnostike nachádza, výborný prehľad poskytol vo svojej knihe Deep medicine americký lekár a publicista Eric Topol.

Nás bude dnes zaujímať, kam sa diagnostika ochorení pomocou AI posunula v roku 2019. A budeme sa zaujímať o tie metódy, ktoré získali CE značku, ktorá oprávňuje umiestniť diagnostickú zdravotnícku pomôcku, ktorou môže byť aj algoritmus a diagnostický postup, na európsky trh. Za získaním tejto značky je množstvo práce a klinického vývoja.

Jednou z hlavných požiadaviek je priniesť dôkaz, že uvedená diagnostika dokáže v dostatočnej miere rozoznať zdravých a chorých jedincov a že je veľmi špecifická pre dané ochorenie.

A to bez relevantných dát od pacientov či zdravých ľudí nejde. Aj preto nie je jednoduché „len tak“ preniesť AI metódy do oblasti medicíny.

O tom, že vedecká vetva Google- Verily- spustila vo februári v Indii automatický skríningový program na diagnostiku určitých očných ochorení, ktorý nepotrebuje interpretáciu oftalmológom, som už písala v jednej z predchádzajúcich častí. A tento algoritmus strojového učenia získal aj CE značku.

Americká firma iCAD sa zameriava na detekciu onkologických ochorení pomocou zobrazovacích metód. Ich AI technológia „ProFound AI for 2D Mammography“ získala CE značku v lete 2019. Za ich snahou dostať sa s produktom na európsky trh je aj fakt, že napriek tomu, že Európa predstavuje len 9% svetovej populácie, až 23% prípadov rakoviny prsníka je práve v európskych krajinách, kde tento druh patrí k najrozšírenejšiemu druhu rakoviny medzi ženami. Metóda sa zameriava na identifikáciu zhustení mäkkého tkaniva a kalcifikácií. Algoritmus hlbokého učenia pomáha rádiológom identifikovať potenciálne patologické zmeny v tkanive a „zosiľňuje“ ich videnie. Výkonnosť algoritmu sa zvyšuje s každou ďaľšou aktualizáciou softwaru.

Firma Paige, mimochodom tiež americká, získala v roku 2019 CE značku pre svoj produkt zameraný na detekciu rakoviny prostaty z biopsií, ktorý zahŕňa modul prehliadača pre digitálnu patológiu Paige Insight a softwarový modul, založený na AI algoritme. Cieľom je presunúť čo najviac analýz vzoriek pacienta z manuálneho na automatické hodnotenie, aby sa patológ mohol venovať práve „ťažkým vzorkám“. Systém bol verifikovaný na zobrazeniach z rôznych digitalizačných technológií a na klinických vzorkách zo stoviek klinických zariadení. Detekcia rakoviny prostaty z bioptického tkaniva nie je jednoduchá záležitosť a vyžaduje dlhší čas strávený porovnávaním rôznych častí tkaniva. Okrem zvýšenia diagnostickej kvality stanovenia rakoviny prostaty, táto technológia môže byť použitá aj ako kontrola kvality práce v reálnom čase. Oboje prispeje k lepšiemu záchytu pozitívnych nálezov a menšiemu počtu falošne negatívnych či falošne pozitívnych prípadov, ktorých výskyt ma svoje mínusy pre život a zdravie pacienta.

Oblasť diagnostiky pľúcnych ochorení a patologických stavov bola v roku 2019 pomerne vysoko zastúpená získanými CE značkami pre jednotlivé technológie založené na AI a nie je to náhoda- pľúcne ochorenia ako rakovina pľúc, chronická obštrukčná choroba pľúc a aj zápal pľúc patria stále k najrozšírenejším ochoreniam, a na Slovensku zvlášť:

• Lunit, kórejská firma, so svojím riešením Dialogue Technologies Inc. ponúka pomoc pri analýze röntgenových snímkov a detekciu 10 najčastejších pľúcnych anomálií.
• Nemecká firma Siemens Healthineers získala CE značku pre svoj software AI-Rad Companion Chest CT, ktorý pomáha analyzovať snímky pľúc získané pomocou počítačovej tomografie (CT) a pomáha nájsť aj patologické zmeny mimo pôvodnej diagnózy.
• Litovská firma Oxipit má CE značku pre svoj produkt ChestEye, ktorý analyzuje röntgenové snímky pľúc a kompiluje predbežné reporty na základe databázy, v ktorej je 75 bežných pľúcnych stavov, firma prezentuje svoje riešenie vhodné na detekciu ťažších prípadov a ako „druhý“ názor.
• Izraelská firma Zebra Medical Vision získala CE značku pre svoj AI produkt použiteľný na pohotovostiach, v akútnych prípadoch ako rýchle a spoľahlivé riešenie, aplikovateľné do rôznych nemocničných systémov a použiteľné ako na RTG tak aj na CT snímkoch.
• Holandská firma Aidence má CE značku pre Veye Chest pre plnoautomatické manažovanie uzlíkov na pľúcnom tkanive v CT snímkach

Na záver som si nechala japonskú firmu Pentax Medical, ktorá vo svojom výskumnom centre v Augsburu, v Nemecku  v spolupráci so šiestimi svetovými klinickými partnermi vyvinula detektor polypov pri kolorektálnom vyšetrení, založený na AI. Software trénoval na 300 prípadoch a viac ako 120 000 obrazových súboroch a teraz pomáha gastroenterológom identifikovať polypy na črevnej sliznici v reálnom čase. Niektoré druhy polypov vedú po rokoch k vzniku kolorektálneho karcinómu, ak nie sú odstránené. Kolorektálny karcinóm zabíja najviac mužov na svete (samozrejme v prepočte na určitý počet obyvateľov) práve na Slovensku. A ženy na Slovensku sú na tom len o trochu lepšie. Aj keď tento druh vyšetrenia je pacientami nie príliš dobré prijímaný, je to spôsob, kde zároveň s detekciou sa môže patologický nález hneď odstrániť a neskôr nechať analyzovať.

Určite som nespomenula všetky riešenia, ktoré v roku 2019 získali CE značku ako diagnostická zdravotnícka pomôcka, ale ponúkla som aspoň čiastočný a rýchly pohľad na to, čo môže byť v Európe uvedené na trh a do klinickej praxe. Skorá diagnostika je cestou k úspešnejšej liečbe a k zdravšiemu a kvalitnejšiemu životu.