ปัญญาประดิษฐ์ดีกว่ามนุษย์ในการตรวจพบมะเร็งปอด

นักวิจัยได้ใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้เชิงลึกเพื่อตรวจหามะเร็งปอดอย่างแม่นยำจากการสแกนด้วยเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าปัญญาประดิษฐ์สามารถทำได้ดีกว่าการประเมินผลการสแกนเหล่านี้โดยมนุษย์

การวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าอัลกอริทึมคอมพิวเตอร์อาจดีกว่านักรังสีวิทยาในการตรวจหามะเร็งปอด

มะเร็งปอดเป็นสาเหตุให้มีผู้เสียชีวิตเกือบ 160,000 คนในสหรัฐอเมริกาตามการคาดการณ์ล่าสุด ภาวะนี้เป็นสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งในสหรัฐอเมริกาและการตรวจพบ แต่เนิ่น ๆ มีความสำคัญต่อการหยุดการแพร่กระจายของเนื้องอกและปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วย

เมื่อเร็ว ๆ นี้ผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพได้ใช้การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) เพื่อตรวจหามะเร็งปอด

ในความเป็นจริงนักวิทยาศาสตร์บางคนยืนยันว่าการสแกน CT นั้นเหนือกว่าการฉายรังสีเอกซ์ในการตรวจหามะเร็งปอดและการวิจัยพบว่าการทำ CT ในปริมาณต่ำ (LDCT) โดยเฉพาะช่วยลดการเสียชีวิตจากมะเร็งปอดได้ถึง 20%

อย่างไรก็ตามผลบวกเท็จและผลลบเท็จในอัตราสูงยังคงเป็นปริศนาของขั้นตอน LDCT โดยทั่วไปข้อผิดพลาดเหล่านี้จะทำให้การวินิจฉัยมะเร็งปอดล่าช้าออกไปจนกว่าโรคจะถึงขั้นลุกลามเมื่อยากเกินกว่าจะรักษาได้

การวิจัยใหม่อาจช่วยป้องกันข้อผิดพลาดเหล่านี้ได้ นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้ใช้เทคนิคปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อตรวจหาเนื้องอกในปอดในการสแกน LDCT

Daniel Tse จากกลุ่ม Google Health Research ในเมาน์เทนวิวแคลิฟอร์เนียเป็นผู้เขียนการศึกษาที่เกี่ยวข้องซึ่งผลการวิจัยปรากฏในวารสาร ยาธรรมชาติ.

"นางแบบมีประสิทธิภาพดีกว่ารังสีแพทย์ทั้งหกคน"

Tse และเพื่อนร่วมงานใช้รูปแบบของ AI ที่เรียกว่าการเรียนรู้เชิงลึกกับการสแกน 42,290 LDCT ซึ่งพวกเขาเข้าถึงได้จากคลังข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ทางตะวันตกเฉียงเหนือและแหล่งข้อมูลอื่น ๆ ที่เป็นของโรงพยาบาล Northwestern Medicine ในชิคาโกรัฐอิลลินอยส์

อัลกอริทึมการเรียนรู้เชิงลึกช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้ตามตัวอย่างได้ ในกรณีนี้นักวิจัยได้ฝึกฝนระบบโดยใช้การสแกน LDCT หลักร่วมกับการสแกน LDCT ก่อนหน้านี้หากมี

การสแกน LDCT ก่อนหน้ามีประโยชน์เนื่องจากสามารถเปิดเผยอัตราการเติบโตที่ผิดปกติของก้อนเนื้อในปอดซึ่งบ่งบอกถึงความผิดปกติ

ในการศึกษาปัจจุบัน AI ได้จัดเตรียม“ ระบบประเมินภาพอัตโนมัติ” ที่ทำนายความผิดปกติของก้อนเนื้อปอดได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์

นักวิจัยได้เปรียบเทียบการประเมินของ AI กับนักรังสีวิทยาของสหรัฐอเมริกาที่ได้รับการรับรองจากคณะกรรมการ 6 คนซึ่งมีประสบการณ์ทางคลินิกมากถึง 20 ปี

เมื่อไม่มีการสแกน LDCT ก่อนหน้านี้ AI“ แบบจำลองมีประสิทธิภาพดีกว่านักรังสีวิทยาทั้งหกคนโดยลดลง 11% ในผลบวกปลอมและ 5% ในผลลบเท็จ” รายงาน Tse และเพื่อนร่วมงาน เมื่อมีการถ่ายภาพก่อนหน้านี้ AI จะดำเนินการเช่นเดียวกับนักรังสีวิทยา

Mozziyar Etemadi ผู้ช่วยวิจัยด้านวิสัญญีวิทยาที่ Northwestern University Feinberg School of Medicine ในชิคาโกอธิบายว่าเหตุใด AI จึงมีประสิทธิภาพสูงกว่าการประเมินของมนุษย์

“ โดยทั่วไปนักรังสีวิทยาจะตรวจสอบภาพ 2 มิติหรือ ‘ชิ้นส่วน’ หลายร้อยภาพในการสแกน CT สแกนเพียงครั้งเดียว แต่ระบบแมชชีนเลิร์นนิงใหม่นี้มองปอดในภาพ 3 มิติขนาดใหญ่เพียงภาพเดียว” ดร. Etemadi กล่าว

“ AI ในรูปแบบ 3 มิติมีความไวต่อความสามารถในการตรวจจับมะเร็งปอดในระยะเริ่มต้นมากกว่าการที่ตามนุษย์มองภาพ 2 มิติ นี่คือเทคนิค "4D" เพราะไม่เพียงแค่ดูการสแกน CT หนึ่งครั้ง แต่เป็นการสแกนสองครั้ง (การสแกนปัจจุบันและก่อนหน้า) เมื่อเวลาผ่านไป”

ดร. Mozziyar Etemadi

“ ในการสร้าง AI เพื่อดู CT ด้วยวิธีนี้คุณต้องใช้ระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ของ Google” เขากล่าวต่อ “ แนวคิดนี้แปลกใหม่ แต่วิศวกรรมที่แท้จริงของมันก็แปลกใหม่เช่นกันเพราะขนาด”

ดร. Etemadi กล่าวต่อถึงประโยชน์ของการใช้เทคโนโลยีการเรียนรู้เชิงลึกโดยเน้นย้ำถึงความแม่นยำ “ ระบบสามารถแบ่งประเภทของรอยโรคที่มีความจำเพาะเจาะจงมากขึ้น” นักวิจัยกล่าว

“ ไม่เพียง แต่เราสามารถวินิจฉัยคนที่เป็นมะเร็งได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่เรายังสามารถพูดได้ว่ามีใครไม่เป็นมะเร็งหรือไม่อาจช่วยพวกเขาจากการตรวจชิ้นเนื้อปอดที่แพร่กระจายมีค่าใช้จ่ายสูงและมีความเสี่ยง” ดร. Etemadi กล่าวสรุป

อย่างไรก็ตามนักวิจัยเตือนว่าก่อนอื่นจำเป็นต้องตรวจสอบผลลัพธ์เหล่านี้ในกลุ่มประชากรตามรุ่นใหญ่