Rak tarczycy jest teraz diagnozowany za pomocą obrazowania fotoakustycznego/USG AI

Rak tarczycy jest teraz diagnozowany za pomocą obrazowania fotoakustycznego/ultradźwiękowego opartego na uczeniu maszynowym

Obrzęk tarczycy nazywany jest skazą tarczycy, a 5-10% wszystkich zmian tarczycy jest diagnozowanych jako rak tarczycy Rak tarczycy ma doskonałą diagnozę, wysoką cenę przeżycia, a także obniżoną cenę ponownego pojawienia się, tak bardzo wcześnie diagnoza medyczna i terapia mają kluczowe znaczenie. Niedawno wspólna grupa badawcza w Korei zaleciła zupełnie nowe, nieinwazyjne podejście do identyfikacji skaz tarczycy z powodu raka poprzez integrację innowacji w obrazach fotoakustycznych () i ultradźwiękowych z systemem eksperckim.

Wspólna grupa badawcza – złożona z profesora Chulhong Kima oraz dr Byullee Park z Wydziału Elektrotechniki POSTECH, Wydziału Inżynierii Konwergencji IT oraz Wydziału Inżynierii Mechanicznej, profesor Dong-Jun Lim oraz profesor Jeonghoon Ha z Seoul St Mary's Szpital Katolickiego Uniwersytetu Koreańskiego, a także profesor Jeesu Kim z Pusan ​​National University – przeprowadzili badanie, aby uzyskać zdjęcia od osób ze śmiertelnymi i łagodnymi skazami, a także zbadali je za pomocą systemu eksperckiego. W uznaniu ich znaczenia, wyszukiwania z tych badań zostały wydane w: Badania nad rakiem.

Obecnie diagnostykę medyczną skazy tarczycy przeprowadza się za pomocą biopsji cienkoigłowej (BACC) z wykorzystaniem obrazu ultrasonograficznego. Jednak około 20% BACC jest niewiarygodnych, co skutkuje powtarzającymi się i niepotrzebnymi biopsjami.

Aby rozwiązać ten problem, wspólna grupa badawcza odkryła wykorzystanie obrazowania do uzyskania sygnału ultradźwiękowego wytworzonego przez światło. Kiedy światło (laser) jest naświetlane na skazę tarczycy danej osoby, sygnał ultradźwiękowy zwany sygnałem jest wytwarzany zarówno z tarczycy, jak i skazy. Uzyskując i dopracowując ten sygnał, gromadzone są zdjęcia zarówno gruczołu, jak i skazy. W tym czasie, jeśli odbierane są sygnały wielospektralne, można określić szczegóły nasycenia tlenem tarczycy, a także skazy tarczycy.

Naukowcy skoncentrowali się na tym, że nasycenie tlenem wyprysków śmiertelnych jest mniejsze niż typowych wyprysków, a także uzyskali zdjęcia osób ze śmiertelnymi wypryskami tarczycy (23 osoby) oraz z niedoskonałościami łagodnymi (29 osób). Przeprowadzając wielospektralne obrazowanie in vivo skaz tarczycy osobnika, naukowcy ustalili kilka specyfikacji, obejmujących stopień nasycenia hemoglobiny tlenem w lokalizacji guzka. Zostało to zbadane przy użyciu strategii sztucznej inteligencji, aby skutecznie i natychmiastowo kategoryzować, czy skaza tarczycy była śmiertelna, czy łagodna. W pierwszej kategorii poziom wrażliwości na kategoryzację nienawiści jako śmiertelnej wyniósł 78%, a wyjątkowość kategoryzacji łagodnej jako łagodnej wyniosła 93%.

Wyniki oceny uzyskane przez strategie sztucznej inteligencji w drugiej ocenie zostały włączone do wyników pierwszej oceny opartej na zdjęciach ultrasonograficznych zwykle stosowanych w placówkach opieki zdrowotnej. Ponownie sprawdzono, że śmiertelne skazy tarczycy mogą być identyfikowane z poziomem czułości 2%, a wyjątkowością 83%.

Przechodząc do akcji jeszcze bardziej, gdy naukowcy utrzymali poziom czułości na poziomie 100% w 3 ocenie, unikalność sięgnęła 55%. Miało to związek z 3-krotnie większą niż wyjątkowość 17.3% (poziom czułości 98%) pierwszej oceny skaz tarczycy przy użyciu standardowego USG.

W rezultacie prawdopodobieństwo prawidłowej identyfikacji łagodnych, niezłośliwych skaz wzrosło ponad 3 razy, co pokazuje, że nadmierna diagnoza, niepotrzebne biopsje i duplikaty badań mogą zostać znacznie obniżone, a w konsekwencji zminimalizować zbyt duże ceny kliniczne.

„To badanie jest znaczące, ponieważ jest pierwszym, w którym uzyskano fotoakustyczne obrazy guzków tarczycy i sklasyfikowano złośliwe guzki za pomocą uczenia maszynowego” – powiedział profesor Chulhong Kim z POSTECH. „Oprócz minimalizacji niepotrzebnych biopsji u pacjentów z rakiem tarczycy, technikę tę można również zastosować w przypadku wielu innych nowotworów, w tym raka piersi”.

„Urządzenie ultradźwiękowe oparte na obrazowaniu fotoakustycznym będzie pomocne w skutecznym diagnozowaniu raka tarczycy często spotykanego podczas badań kontrolnych oraz w zmniejszeniu liczby biopsji” – opisuje profesor Dong-Jun Lim z Seoul St Mary's Hospital. „Można go rozwinąć w urządzenie medyczne, które można łatwo zastosować u pacjentów z guzkami tarczycy”.