AI within disease pathways

Jak pomáhají cloudové nástroje umělé inteligence?S rostoucím počtem radiologických vyšetření v každodenní klinické praxi se zvyšují i nároky na radiologický personál – na jeho erudici, kapacitu a rychlost práce. Pro zlepšení výsledků a urychlení stanovení diagnóz se v poslední době s úspěchem využívají nástroje umělé inteligence.

Pětice níže představených aplikací AI-Rad Companion je založena na cloudovém řešení. Lokálně vytvořené snímky z rentgenu, CT nebo MRI jsou při dodržení všech bezpečnostních pravidel a předpisů, jako je například evropské obecné nařízení o ochraně osobních údajů, přeneseny do cloudu, tam zpracovány a výsledky doručeny zpět lékaři k hodnocení. Pokud je to nezbytné, může celé řešení fungovat také na lokální IT infrastruktuře příslušného zdravotnického zařízení. Cloud pak slouží pouze pro aktualizace databází a algoritmů na nejnovější verze.

Stejně variabilní je i jejich zapojení do stávajícího systému zpracování dat. Aplikace spolupracují s různými radiologickými přístroji. Po zpracování obrazu umožní zdravotnickému pracovníkovi výsledek zkontrolovat a případně upravit. Poté je automaticky uložen do archivačních systémů PACS (Picture Archiving and Communication System) nebo ve formátu kompatibilním se systémy pro plánování léčby TPS (Treatment Planning System).

Všechny systémy jsou založeny na funkcích umělé inteligence, které byly trénovány, testovány a validovány na pečlivě připravených souborech reálných klinických případů. Jejich využití vede k přesnější a rychlejší diagnostice, k přesnějšímu porovnávání nálezů v čase či mezi různými demografickými skupinami a ke standardizovanému zpracování snímků.

Aplikace AI-Rad Chest CT vychází z počítačové tomografie. Skládá se ze tří modulů, které společně zpracovávají výstup z CT skenu. První modul segmentuje data plicní tkáně, vyhledává oblasti vykazující abnormality (nižší či vyšší hodnoty takzvaných Hounsfieldových jednotek), detekuje a označuje plicní léze. Druhý modul segmentuje aortu, vyhledává abnormality a měří mimo jiné míru kalcifikace tepen či jejich průměr. Třetí modul posuzuje stav páteře – zejména velikost obratlů a hustotu kostní hmoty. Společně dokážou odhalit i změny, kterých by si lékař nemusel všimnout, protože se objevují pouze na jednom z mnoha snímků, nebo proto, že nebyly hlavním cílem vyšetření.

Probíhající stárnutí populace znepokojuje nejen demografy a ekonomy, ale i lékaře, kteří očekávají vyšší výskyt onemocnění, jako jsou různé typy demence. S jejich diagnostikou pomůže aplikace AI-Rad Brain MR.

Předložený MRI snímek mozku segmentuje až na třicet anatomických oblastí, v nichž automaticky určí podíl šedé a bílé hmoty mozkové i mozkomíšního moku. Kalkuluje počet mozkových plaků a umožňuje porovnávání výsledků v čase. Získané hodnoty pak srovnává s referenční databází a označuje odchylky od obvyklých norem. Neurolog tak dostává nejen snímek mozku doplněný barevně odlišenými regiony, ale také přehledný numerický report, který usnadňuje diagnostiku různých typů demence i hodnocení onemocnění, jako je roztroušená skleróza. Brain MR dosahuje specificity od devadesáti celých šesti desetin do sta procent a senzitivity od šedesáti čtyř celých tří desetin do sta procent v závislosti na konkrétní diagnóze.

Při diagnostice karcinomu prostaty pomocí magnetické rezonance pomáhá aplikace AI-Rad Prostate MR. Segmentuje orgán prostaty, rozlišuje vnitřní a periferní zónu, poté vypočítává objem prostaty a detekuje případná ložiska, která ohraničí. Změří jejich velikost a na základě multiparametrického hodnocení podle klasifikace PI-RADS verze 2.1 stanoví skóre těchto ložisek. Data je možné exportovat ve formátu RTTS pro radioterapeutické plánování či cílenou biopsii.

Rentgen hrudníku patří k nejčastějším vyšetřením v radiologii, avšak při jeho vyhodnocování bývají lékaři často pod časovým tlakem. Aby nepřehlédli důležitou diagnózu, mohou využít aplikaci AI-Rad Chest X-ray. Ta dokáže na rentgenových snímcích plic odhalit a zvýraznit pět nejčastějších diagnóz ‒ pneumotorax, plicní léze, atelektázu, konsolidaci plicní tkáně a pleurální výpotek. Zejména v odhalování plicních lézí je podle testů AI-Rad úspěšnější než většina méně zkušených lékařů. Zkušenějším radiologům pak přinejmenším pomáhá zrychlit zpracování snímku při zachování vysoké kvality hodnocení.

Při radioterapii je zásadní přesně označit orgány ohrožené léčebnou dávkou záření (organs at risk). Manuální ohraničování všech orgánů, které mohou být ozářeny, je složitá a časově náročná práce. Tu usnadňuje aplikace AI-Rad Organs RT. Vychází z DICOM CT skenů, v nichž dokáže ohraničit orgány hlavy, krku, hrudníku, břicha i pánevní oblasti. Jednotlivá ohraničení může zdravotnický pracovník zkontrolovat a buď je potvrdit, upravit, nebo zcela vymazat. Jakmile jsou kontury správné, systém vyexportuje potřebná data ve formátu DICOM RT Structure Set File, se kterými již dokážou pracovat další terapeutické přístroje.