Software se učí odhalit rakovinu
Navzdory všem pokrokům v oblasti medicíny je stále u velkého množství lidí diagnostikován nějaký druh rakovinného onemocnění. Ženy nejvíce postihuje rakovina prsu a plic, u mužů je to rakovina plic a prostaty – např. v ČR je právě rakovina prostaty druhým nejčastějším onkologickým onemocněním v mužské části populace.
Tak jako všude platí, že čím dříve je nemoc diagnostikována, tím vyšší je naděje na uzdravení. Onemocnění je obvykle diagnostikováno na základě histologického vyšetření vzorků tkáně, které jsou odebírány bioptickým nástrojem s několika dutými jehlami, jež během vteřiny odeberou několik vzorků z různých míst. Vzorky se poté upraví do podoby tenkých preparátů, z nichž je na základě buněčných změn možné určit stádium onemocnění. Naučit se spolehlivě určovat, v jakém stádiu nemoc je, však vyžaduje léta lékařské praxe. Významnou pomocí pro lékaře by proto mohl být nyní nově vyvíjený speciální software firmy Siemens, který by stádium rakoviny v tkáni dokázal detekovat automaticky.
Aby ale program byl schopen rozeznávat důležité detaily, musí se naučit, v čem spočívají buněčně rozdíly jednotlivých stádií. Programátoři do něj proto nahrají 90 vzorků, které již byly určeny, a program je následně testován, aby určil stadium na dalších deseti, pro něj neznámých preparátech. Celý postup se opakuje, dokud software nezíská dostatek zkušeností k tomu, aby zvládl spolehlivě analyzovat snímek preparátu a určit, do jakého stádia se onemocnění již vyvinulo.
Cílem vývojářů je digitalizovat i jehly pro biopsii a vybavit je senzory, jež by umožnily určit polohu odebraného vzorku a dát mu vlastní 3D adresu. Následně by se daly propojit snímky ze zobrazovacích systémů s výsledky z laboratorních vyšetření, a na snímku by tak byla vidět zkoumaná část s přesně vyznačenými místy odebraných vzorků a stadiem vývoje onemocnění v daném místě.
Tyto programy jsou vyvíjeny jako moderní pomůcka lékařů, která může významně usnadnit jejich vysoce náročnou a zodpovědnou práci, jako např. systém navržený oddělením zdravotnických systémů Michiganské univerzity. V nové studii byl program známý jako prostorově neměnná vektorová kvantizace SIVQ (Spatially Invariant Vector Quantization) schopen oddělit malignitu od pozadí tkáně v digitálních snímcích mikropapilárního uroteliálního karcinomu (typ rakoviny močového měchýře, jehož vlastnosti se mohou značně lišit případ od případu, takže představuje diagnostický problém i pro odborníky). Schopnost dokázat odlišit rakovinu z pozadí tkáně je podle lékařských expertů pro tento typ softwarového nástroje klíčovou zkouškou. Jde o typ ověření, které musí být bezpečně prověřeno, než mohou být nástroje digitální patologie nasazeny do širokého používání v klinické praxi. Pro otestování schopnosti softwaru identifikovat rakovinu v digitálním snímku, určila nejdříve skupina lidských patologů rakovinu pomocí tradičních postupů, a výsledky jejich práce byly pak použity jako zlatý standard pro třídění výsledků počítačového programu.
Na rozdíl od jiných rozpoznávacích programů SIVQ zakládá své testování shody spíše na souboru soustředných prstenců, než obvyklém čtvercovém bloku. To umožňuje identifikovat klíčové prvky bez ohledu na to, jak jsou otočeny, nebo zda jsou např. zrcadlově převráceny.
Přibližně 95 % všech zdravotnických procesů závisí na patologii - od počáteční diagnózy onemocnění, po posouzení, jak pacient reaguje na léčbu a průběžné sledování. Histopatologie - vyšetření tkáně pod mikroskopem - je často popisována jako poslední analogové oddělení v nemocnici. Ale i tato služba se mění s postupem nových technologií. Jakmile jsou tkáně zpracovány na sklíčkách, systém Omnyx Digital je schopen snímat jejich obraz do počítačového systému, aby k nim lékaři mohli bezpečně přistupovat z jiného webu, a umožňuje zobrazit vzorky tkáně ve vysokém rozlišení.
Digitalizace obrazu omezuje rizika (např. ztrátu či poškození sklíček s preparáty), zjednodušuje a zrychluje spolupráci mezi zdravotnickými pracovníky. Lékař, který dříve musel spoléhat na vlastní úsudek, může získat názor či posudek od kolegy, včetně špičkových specialistů kdekoli na světě, což pomáhá zlepšit diagnostiku a může významně pomoci při rozhodování o správném postupu léčby.
To je dobrá zpráva i pro pacienty: Rychlejší a přesnější diagnostika znamená, že efektivní léčba může být zahájena dříve.
Diagnostika rakoviny a jiných nemocí ze snímků tkáně byla vždy částečně vědou a částečně uměním. Patologové při zkoumání vzorků hledají určité strukturální anomálie nebo počítají mikroskopické prvky. Ale různí patologové - nebo dokonce stejný patolog v různých časech - mohou dojít k různým závěrům na základě řady faktorů, včetně toho, zda snímek je zobrazen při vysokém nebo nízkém zvětšení, nebo když je lékař unaven prohlížením desítek snímků denně. Digitální nástroje jako SIVQ jim mohou pomoci rychle, přesně a efektivně identifikovat prvky na snímku pomocí několika málo kliknutí. Mohou rychle vypočítat vlastnosti plochy nepravidelného tvaru, nebo odstranit pomalou mravenčí práci s drobnými prvky. Tvůrci programu nicméně zdůrazňují, že není určen k nahrazení dovednosti a umění lidských expertů, ale může posloužit jako doplňkový nástroj a zdroj informací.
Dálkové vyšetření přináší špičkovou zdravotní péči i do odlehlých míst
Telepatologie může pomoci lékaři zkoumat vzorky na dálku, což je výhoda pro zdravotnická zařízení v izolovaných oblastech. Tradiční postup je, že patologové interpretují vzorky tkáně umístěné na sklíčka, tento manuální proces obecně vyžaduje fyzickou přítomnost patologa u snímků, které čte. Telemedicína využívá digitální technologie a možnost komunikace prostřednictvím elektronické služby, což umožňuje zlepšit poskytování nejmodernější zdravotní péče i pro vzdálené pacienty, zejména ve venkovských a odlehlých oblastech. Telepatologie usnadňuje studium rozsáhlých obrazových patologických dat v různých lokalitách a konzultaci se specialisty. Role digitální patologie v onkologii se tak může stát klíčovým pokrokem ve způsobu onkologické práce s pacienty, protože každý onkolog spoléhá při diagnózách na patology.
522
