Клініка Мейо використовує штучний інтелект для удосконалення методів лікування пухлини головного мозку

Причина виникнення пухлин головного мозку лежить в генах.

Це робиться шляхом дослідження зразків тканини, взятих під час операції. але доктор Бредлі Еріксон (Bradley Erickson) , Нейрорадіологія з клініки Мейо, використовує штучний інтелект для визначення генів, що викликають пухлини головного мозку, по знімках МРТ.

Знайомство з радіогеномікой

Його метод може спростити лікарям доступ до безцінної генетичної інформації, здатної допомогти спрогнозувати, як швидко пухлина буде рости і як вона буде реагувати на певні ліки та інші види лікування.

Радіогеноміка, за словами Еріксона, «є відображенням неймовірною думки, що по знімках ми можемо визначити геномні властивості пухлини».

Використовуючи штучний інтелект для виявлення генома пухлини головного мозку по знімках МРТ, в клініці Мейо можуть спрогнозувати зростання пухлини і її реакцію на певні види лікування.

Знімки МРТ перевершують за точністю геномні тести

Хоча для видалення пухлини все ще потрібна хірургічна операція, метод Еріксона по використанню GPU-прискорених алгоритмів глибокого навчання може привести до більш точної і ранньої діагностики та, відповідно, початку лікування. Цей метод також здатний відстежувати прогрес пухлини і її реакцію на лікування без хірургічного втручання.

«Здавалося б, дослідження зразків тканини має бути на 100 відсотків точним, але це не так», - розповів Еріксон. згідно дослідженням, проведеним Центром медичних досліджень імені Джонса Хопкінса , Близько половини пацієнтів, які пройшли геномної тестування, отримали потенційно недостовірні результати.

Іноді дослідження зразків тканин показує пошкодження хромосом там, де його немає. Тестування на деякі мутації вимагає великого обсягу відповідної тканини, який часто неможливо отримати під час біопсії. Навіть якщо у лікаря досить тканини, немає гарантій, що мутації проявляться саме в досліджуваному зразку.

Використання штучного інтелекту для визначення геному пухлини ГМ

В одній з численних серій експериментів дослідники виявили зміна в гені, пов'язане з мультиформною гліобластомою (Найпоширеніший і небезпечний тип пухлини ГМ), що перешкоджає репарації ДНК. За словами Еріксона, пухлини, викликані мутаціями в гені MGMT, які називають метилированием, зазвичай краще реагують на застосування і хіміотерапії, і опромінення, ніж тільки на опромінення. Якщо пухлина не має подібної варіації, лікар може підібрати лікування з меншою кількістю побічних ефектів.

Вчені також визначили тип хромосомного порушення , Яке відіграє важливу роль у прогнозуванні того, наскільки добре пацієнти з високодиференційований пухлиною відреагують на хіміотерапію і опромінення.

Команда Еріксона натренувала свої нейронні мережі на знімках МРТ різних пухлин як з мутацією, так і без мутації генів. У роботі вони використовували паралельно обчислювальну платформу CUDA , Ряд графічних рішень NVIDIA і бібліотеку cuDNN . Розроблені ними алгоритми були розгорнуті з використанням графічних прискорювачів Tesla P40 та інших GPU.

«Ми завжди мріяли про використання комп'ютерів для інтерпретації знімків пухлин, але раніше не було необхідних технологій», - сказав Еріксон.