Vědci z University of Michigan vyvinuli umělou inteligenci nazvanou Prima, která dokáže přečíst mozkové MRI a stanovit diagnózu během několika sekund. Model identifikoval neurologická onemocnění s přesností až 97,5 % a zároveň dokázal určit, jak naléhavě pacienti potřebují lékařskou péči. Výsledky studie byly publikovány v prestižním časopise Nature Biomedical Engineering.
Technologie, která mění neurologii
Todd Hollon, neurochirurg na University of Michigan Health a hlavní autor studie, pojmenoval nový systém Prima. Během jednoho roku testoval jeho výzkumný tým technologii na více než 30 000 MRI studiích. Model byl hodnocen napříč více než 50 různými radiologickými diagnózami souvisejícími s hlavními neurologickými poruchami.
"Vzhledem k tomu, že globální poptávka po MRI roste a klade značnou zátěž na lékaře a zdravotnické systémy, má náš AI model potenciál snížit tuto zátěž zlepšením diagnostiky a léčby pomocí rychlých a přesných informací," uvedl Hollon. Prima překonala výkon jiných špičkových AI modelů určených pro zobrazování mozku. Kromě identifikace onemocnění byl model také efektivní při stanovení priority případů podle naléhavosti, takže nejkritičtější pacienti mohli být ošetřeni jako první.
Některá neurologická onemocnění, včetně mozkových příhod a mozkových krvácení, vyžadují okamžitou pozornost. V těchto situacích může Prima automaticky upozornit zdravotnické pracovníky, aby mohla být zahájena léčba bez prodlení. Systém byl navržen tak, aby směroval upozornění na nejvhodnějšího subspecialistu, například neurologa specializujícího se na mrtvice nebo neurochirurga. Zpětná vazba je k dispozici ihned po dokončení zobrazovacího vyšetření pacienta.
"Přesnost je prvořadá při čtení mozkového MRI, ale rychlé výsledky jsou klíčové pro včasnou diagnózu a lepší výsledky," řekl Yiwei Lyu, spoluautor studie a postdoktorandský pracovník v oboru informatiky a inženýrství na University of Michigan.
Jak Prima funguje?
Prima je vizuálně-jazykový model (VLM), typ umělé inteligence, která dokáže zpracovávat obrázky, video a text společně v reálném čase. Zatímco AI byla již dříve aplikována na analýzu MRI, tento přístup je podle výzkumníků jedinečný. Dřívější systémy byly obvykle trénovány na pečlivě vybraných podmnožinách zobrazovacích dat a navrženy k provádění úzkých úkolů, jako je detekce specifických lézí nebo odhad rizika demence. Prima byla postavena jinak.
Hollonův tým trénoval model pomocí každého dostupného MRI shromážděného od doby, kdy byly radiologické záznamy digitalizovány na University of Michigan Health. To zahrnovalo více než 200 000 MRI studií a 5,6 milionu zobrazovacích sekvencí. Kromě dat ze skenů byl systém napojen na klinické historie pacientů a důvody, proč lékaři objednali každé zobrazovací vyšetření.
"Prima funguje jako radiolog tím, že integruje informace týkající se lékařské historie pacienta a zobrazovacích dat, aby vytvořila komplexní pochopení jejich zdraví," řekl spoluautor Samir Harake, datový vědec v Hollonově laboratoři strojového učení v neurochirurgii.
Řešení nedostatku radiologů
Celosvětově se každoročně provádí miliony MRI vyšetření, z nichž mnoho se zaměřuje na onemocnění mozku a nervového systému. Podle výzkumníků rostoucí poptávka po zobrazování výrazně převyšuje nabídku vyškolených neuroradiologů. Tato nerovnováha přispívá k nedostatku personálu, diagnostickým zpožděním a preventabilním chybám. V některých zdravotnických systémech mohou pacienti čekat dny nebo déle na výsledky MRI. "Ať už dostáváte sken ve větším zdravotnickém systému, který čelí rostoucímu objemu, nebo ve venkovské nemocnici s omezenými zdroji, jsou potřeba inovativní technologie ke zlepšení přístupu k radiologickým službám," uvedl Vikas Gulani, spoluautor a předseda Katedry radiologie na University of Michigan Health.
Ačkoli Prima prokázala silný výkon, výzkumníci zdůrazňují, že práce je stále v počáteční fázi hodnocení. Budoucí studie prozkoumají, jak by začlenění dalších podrobností o pacientech a dat z elektronických zdravotních záznamů mohlo dále zlepšit diagnostickou přesnost. Hollon popisuje Primu jako "ChatGPT pro lékařské zobrazování" a poznamenává, že podobná technologie by mohla být nakonec přizpůsobena pro jiné typy skenů, včetně mamografií, rentgenových snímků hrudníku a ultrazvuků.
"Stejně jako AI nástroje mohou pomoci napsat e-mail nebo poskytnout doporučení, Prima si klade za cíl být spolupilot pro interpretaci lékařských zobrazovacích studií," řekl Hollon. "Věříme, že Prima představuje transformační potenciál integrace zdravotnických systémů a AI modelů ke zlepšení zdravotní péče prostřednictvím inovací."
