Umělá inteligence na operačním sále: Nádor odhalí během několika minut

Umělá inteligence (AI) by mohla již brzy pomoci chirurgům při jejich náročné práci. Studie publikovaná v časopise Nature Medicine demonstrovala její rychlost a přesnost. Výsledky poukazují mimo jiné i na skutečnost, že je schopna diagnostikovat mozkové nádory přesněji než patolog. Lékaři by tak mohli při operaci mozku efektivněji detekovat a odstranit i třeba jinak nezjistitelnou tkáň nádoru.

Přesnější, rychlejší, dokonalejší

Ačkoli byla technologie strojového učení přesnější než lékaři o pouhé jedno procento, kompletní výsledky dokázala poskytnout za méně než dvě a půl minuty. Přitom i zkušený odborník stráví nad stejnou činností asi 20 až 30 minut, někdy i mnohem déle. Algoritmus zefektivňuje postup analýzy vzorků tkáně, zatímco je pacient stále na operačním stole. Tradiční postup vyžaduje odeslání tkáně do laboratoře, zmrazení a náročné zkoumání pod mikroskopem. Ve srovnání s patologem se tedy jedná o výrazný časový rozdíl. To je důležitý přínos, neboť dlouhá anestezie představuje pro pacienta velkou zátěž.

Stejně jako stará metoda i nový postup vyžaduje, aby byla tkáň odstraněna z mozku. Rozdíl však tkví nejen v rychlosti. Kromě zrychlení celého procesu může nová metoda odhalit i podrobnosti, které mohou konvenčním postupům uniknout. Vzorek není během vyšetření ani zničen, tudíž se tkáň znovu použije pro další testování. Podle lékařů dává nová metoda smysl i při jiných operacích. Zmíněny byly operace hlavy a krku, prsu a obor gynekologie. Všude tam potřebují analyzovat tkáň.

Lidstvo se tak znovu přesvědčuje o výhodách umělé inteligence ve zdravotnictví. Nejde totiž o jediný případ, kdy AI dokázala konkurovat zkušeným lékařům. Poslední velký úspěch zaznamenali vědci ze Spojených států a Velké Británie. Výzkum zveřejněný v časopise Nature naznačil, že nasazení AI může vést až k dramatickým změnám ve zdravotnictví. Odborníci z Google vyvinuli systém, který byl při diagnostice rakoviny prsu stejně dobrý jako lidští lékaři. Umělá inteligence byla přesná natolik, že nikdy nediagnostikovala falešné nálezy. Ty u radiologů představují velký problém.

Umělá inteligence vítězí, ale jen o kousek

Ale zpátky k nejčerstvějšímu výzkumu od vědců z Lékařská fakulty Newyorské univerzity a Langone Hospital. Studie se účastnily mozkové tkáně od 278 pacientů, které byly analyzovány v průběhu operace. Každý ze vzorků se rozdělil tak, aby jednu polovinu vyhodnotila umělá inteligence a druhou neuropatolog. Stanovené diagnózy byly později posuzovány jako správné nebo nesprávné podle toho, zda se shodovaly se závěry náročnějších a podrobnějších testů provedených až po operaci.

Pro skenování vzorků tkání byla použita metoda známá jako Ramanova spektroskopie, při níž se používá rozptyl laserového paprsku. Lékaři pracují se skutečností, že různé typy tkání rozptylují světlo specifickými způsoby. Světlo narazí na detektor, načež se signál odešle do počítače, který rekonstruuje obraz a identifikuje tkáň. Systém je zároveň schopen generovat virtuální obrazy podobné tradičním snímkům, s nimiž mohou odborníci dále pracovat.

Po vyhodnocení výsledků těsně vyhrála umělá inteligence: lidé byli přesní na 93,9 %, strojové učení na 94,6 %. Zjištěné chyby AI a lidí byly odlišné. To je podle vědců dobrá zpráva, protože mohou nesrovnalosti opravit. V budoucnu by tak měly být výsledky ještě přesnější. „Jako chirurgové jsme omezeni pouze tím, co vidíme. Tato technologie nám umožňuje vidět i to, co bychom jinak neviděli, což zvýší rychlost, přesnost (na operačním sále) a sníží riziko nesprávné diagnózy,“ popsal výhody umělé inteligence Daniel Orringer, docent neurochirurgie na NYU Grossman School of Medicine. Díky pokrokové zobrazovací technologii se stanou operace nádorů bezpečnější a efektivnější.

Lékaři se o svoji práci bát určitě nemusejí. Ani umělá inteligence totiž není stoprocentní. Některé mozkové tumory jsou natolik vzácné, že neobsahují dostatek údajů, aby bylo možné umělou inteligenci „vycvičit“. Systém je proto navržen tak, aby neposuzoval vzorky, ke kterým nemá dostatek údajů. „Kombinace algoritmu a lidské intuice zlepšuje naši schopnost předpovídat diagnózu,“ věří Orringer.

Text: Petr Smejkal