Η Τεχνητή Νοημοσύνη στη Νευροακτινολογία

 Γράφει ο

Σωτήριος Μπίσδας

Ακτινολόγος - Νευροακτινολόγος,

Διευθυντής Τμήματος Νευροακτινολογίας και Πρότυπης Νευροαπεικόνισης,

Ιατρικό Κέντρο Αθηνών

Μια απεικονιστική εξέταση εγκεφάλου είναι συχνά μια φορτισμένη στιγμή, καθώς το αποτέλεσμα μπορεί να καθορίσει τη διάγνωση και την περαιτέρω αντιμετώπιση. Σήμερα, όμως, ο ειδικός που αξιολογεί τις εικόνες δεν εργάζεται μόνος, αλλά έχει στη διάθεσή του έναν «ψηφιακό βοηθό», εκπαιδευμένο σε εκατομμύρια εξετάσεις, ο οποίος αναλύει συστηματικά τα ευρήματα και μπορεί να αναδείξει ακόμη και πολύ λεπτές αλλοιώσεις του ανθρώπινου ιστού. Ο βοηθός αυτός είναι η Τεχνητή Νοημοσύνη, η οποία ήδη μετασχηματίζει τον τρόπο με τον οποίο ανιχνεύονται, ερμηνεύονται και αντιμετωπίζονται παθήσεις του εγκεφάλου και της σπονδυλικής στήλης.

 

Πού συμβάλει η Τεχνητή Νοημοσύνη στη Νευροακτινολογία;

Η Νευροακτινολογία είναι η ιατρική ειδικότητα που αφορά στην απεικόνιση του νευρικού συστήματος, εγκεφάλου, νωτιαίου μυελού, κεφαλής και τραχήλου, με τεχνικές όπως η μαγνητική τομογραφία (MRI) και η αξονική τομογραφία (CT). Καθημερινά, οι Νευροακτινολόγοι ερμηνεύουν εκατοντάδες σύνθετες εικόνες για τη διάγνωση παθήσεων που εκτείνονται από το ισχαιμικό ή αιμορραγικό εγκεφαλικό επεισόδιο και τη σκλήρυνση κατά πλάκας έως τους όγκους εγκεφάλου και την άνοια.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη, σε αυτό το πλαίσιο, αναφέρεται σε αλγόριθμους υπολογιστών, συχνά αποκαλούμενους μοντέλα βαθιάς μάθησης (deep learning), που έχουν εκπαιδευτεί να αναγνωρίζουν μοτίβα σε ιατρικές εικόνες, με τρόπο παρόμοιο με αυτόν του ανθρώπινου ματιού, αλλά με εξαιρετική ταχύτητα και σε υψηλότερη κλίμακα. Αυτά τα εργαλεία δεν μαντεύουν, αντιθέτως μαθαίνουν από τεράστια σύνολα δεδομένων πραγματικών κλινικών περιστατικών, βελτιώνοντας διαρκώς την ακρίβειά τους με κάθε παράδειγμα καταλήγοντας σε ισοδύναμη ή σε αρκετές περιπτώσεις υψηλότερη του έμπειρου ιατρού ακρίβεια στην διάγνωση.

Στην πράξη, η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να επισημάνει μια ύποπτη βλάβη σε μια μαγνητική τομογραφία πριν καν ο Νευροακτινολόγος δει τις εικόνες, να δώσει προτεραιότητα σε επείγουσες εξετάσεις, όπως τα οξέα εγκεφαλικά επεισόδια, ώστε να διαβαστούν σε λίγα λεπτά, και να μετρήσει τις αλλαγές του εγκεφαλικού ιστού με ακρίβεια που το ανθρώπινο μάτι μόνο του δεν μπορεί να επιτύχει.

Στην άνοια και τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα, όπως η νόσος Alzheimer, η Τεχνητή Νοημοσύνη επιτρέπει την έγκαιρη ανίχνευση ήπιας ατροφίας και αλλαγών της λειτουργίας της εγκεφαλικής ουσίας, συχνά πριν τα συμπτώματα γίνουν κλινικά εμφανή, ανοίγοντας ένα κρίσιμο παράθυρο για τις πρόσφατα εγκεκριμένες αλλά και αναδυόμενες θεραπείες. Σε όγκους του εγκεφάλου, η ανάλυση προηγμένων απεικονιστικών ακολουθιών με Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να χαρακτηρίσει τη βιολογία του όγκου μη επεμβατικά, κατευθύνοντας τις θεραπευτικές αποφάσεις χωρίς την ανάγκη πρόσθετων χρονοβόρων ή επεμβατικών διαδικασιών. Σήμερα, οι Νευροακτινολόγοι πραγματοποιούν επίσης θεραπείες καθοδηγούμενες από απεικόνιση, από καθοδηγούμενους υπερήχους έως θερμικές καταλύσεις (ablation) με laser, όπου η Τεχνητή Νοημοσύνη βελτιώνει την ακρίβεια και την ασφάλεια της επέμβασης, παρέχοντας επιπλέον όπλα στην καταπολέμηση των νεοπλασμάτων και την θεραπεία των κινητικών διαταραχών, όπως ο ιδιοπαθής τρόμος και η νόσος Parkinson.

 

Πόσο σημαντική είναι η χρήση της Τεχνητής Νοημοσύνης για τους ασθενείς;

Για τον άνθρωπο που βρίσκεται μέσα στον τομογράφο, αυτές οι εξελίξεις μεταφράζονται σε ταχύτερες απαντήσεις, πιο έγκαιρες διαγνώσεις και πιο εξατομικευμένα θεραπευτικά σχέδια. Ένα εγκεφαλικό επεισόδιο που αναγνωρίζεται δέκα λεπτά νωρίτερα θα έχει έγκαιρη έναρξη θεραπείας που μπορεί να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ ανάρρωσης και μόνιμης αναπηρίας. Ένας όγκος εγκεφάλου που χαρακτηρίζεται με μεγαλύτερη ακρίβεια εξαρχής μπορεί να γλιτώσει τον ασθενή από μια περιττή βιοψία ή να τον κατευθύνει στην πιο αποτελεσματική θεραπεία από την πρώτη στιγμή.

Υπάρχουν, επίσης, απτά οφέλη κατά τη διάρκεια της ίδιας της εξέτασης. Οι τεχνικές ανακατασκευής εικόνας που βασίζονται στην Τεχνητή Νοημοσύνη επιτρέπουν τη σημαντική μείωση του χρόνου της μαγνητικής τομογραφίας (MRI), διατηρώντας ή ακόμα και βελτιώνοντας, την ποιότητα της εικόνας, μειώνοντας έτσι τη δυσφορία της παραμονής των ασθενών ακίνητων στον μαγνητικό τομογράφο. Στην αξονική τομογραφία (CT) του εγκεφάλου, ευφυείς αλγόριθμοι μπορούν να παράγουν εικόνες διαγνωστικής ποιότητας με χαμηλότερες δόσεις ακτινοβολίας, ένα πλεονέκτημα ιδιαίτερα σημαντικό για ασθενείς που χρειάζονται επαναλαμβανόμενες εξετάσεις παρακολούθησης σε βάθος μηνών ή ετών.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη έχει περαιτέρω συμβολή στη βελτίωση της ποιότητας στην παροχή υπηρεσιών ιατρικής απεικόνισης στον πληθυσμό. Σε νοσοκομεία που αντιμετωπίζουν πίεση στελέχωσης ή αυξανόμενο φόρτο εξετάσεων, οι αλγόριθμοι διασφαλίζουν ότι καμία εξέταση με κρίσιμα ευρήματα ή σε ασθενείς με σοβαρά νοσήματα δεν παραμένει για πολλή ώρα χωρίς να την δουν οι ακτινολόγοι και να επικοινωνήσουν άμεσα τα ευρήματα στους θεράποντες ιατρούς επιτρέποντας την έγκαιρη έναρξη της θεραπείας και την σωματική και ψυχολογική ανακούφιση των ασθενών.

Πέρα από τη διάγνωση, αναδυόμενα εργαλεία Τεχνητής Νοημοσύνης αρχίζουν να προβλέπουν πώς μια νόσος μπορεί να συμπεριφερθεί με την πάροδο του χρόνου, την πρόγνωσή της. Για ασθενείς με νευρολογικές παθήσεις, η κατανόηση της πιθανής πορείας της ασθένειάς τους, τούς δίνει τη δυνατότητα να λαμβάνουν ενημερωμένες αποφάσεις για τη φροντίδα τους, την εργασία τους και τις οικογένειές τους ή και να εστιάσουν σε προληπτικά μέτρα για την αποφυγή της εμφάνισης της νόσου.

 

Το ανθρώπινο στοιχείο παραμένει στο επίκεντρο

Είναι σημαντικό να είμαστε σαφείς, πως η Τεχνητή Νοημοσύνη δεν αντικαθιστά τους Νευροακτινολόγους, ούτε θα έπρεπε. Η ιατρική είναι πολύ περισσότερο από αναγνώριση μοτίβων. Απαιτεί κλινική κρίση, ενσυναίσθηση, επικοινωνία και την ικανότητα να σταθμίζει κανείς τα απεικονιστικά ευρήματα σε σχέση με το μοναδικό ιστορικό και τις ανησυχίες κάθε ασθενούς. Η Τεχνητή Νοημοσύνη δεν μπορεί να καθίσει δίπλα σε μια ανήσυχη οικογένεια και να εξηγήσει τι σημαίνει μια εξέταση. Δεν μπορεί να αισθανθεί πότε ένας ασθενής χρειάζεται καθησυχασμό αντί για δεδομένα.

Αυτό που κάνει η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι να ενισχύει τις δυνατότητες του ακτινολόγου, αναλαμβάνοντας επαναλαμβανόμενες μετρήσεις, εφιστώντας την προσοχή σε λεπτομέρειες που εύκολα παραβλέπονται, και απελευθερώνοντας τον ειδικό για να εστιάσει στις σύνθετες αποφάσεις που απαιτούν ανθρώπινη τεχνογνωσία και συμπόνια.

Βρισκόμαστε ακόμη στα αρχικά στάδια μιας ταχείας και ουσιαστικής μετάβασης σε πολλούς τομείς της ιατρικής. Καθώς τα συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης ωριμάζουν, τα κλινικά δεδομένα για τη χρησιμότητά τους ενισχύονται και τα κανονιστικά πλαίσια σε εθνικό και διεθνές επίπεδο γίνονται πιο σαφή, οι εφαρμογές αυτές αναμένεται να καταστούν περισσότερο αξιόπιστες, ευρύτερα διαθέσιμες και πιο ολοκληρωμένα ενσωματωμένες στην καθημερινή κλινική πράξη. Το μέλλον της Νευροακτινολογίας δεν συνιστά επιλογή ανάμεσα στον ιατρό και την τεχνολογία, αλλά ένα μοντέλο συνεργασίας: εργαλεία υποβοήθησης της ερμηνείας που μπορούν να επιταχύνουν τη διαγνωστική διαδικασία, να αυξήσουν τη διαγνωστική ακρίβεια και να υποστηρίξουν πιο έγκαιρες και εξατομικευμένες θεραπευτικές αποφάσεις, με σταθερό στόχο μια φροντίδα που διατηρεί τον ασθενή στο επίκεντρο.

 

Διαβάστε περισσότερα άρθρα για θέματα που αφορούν την υγεία σας, εδώ

 ΑΠΕ ΜΠΕ