طور الباحثون نموذجًا للذكاء الاصطناعي يمكنه التنبؤ في الوقت الفعلي بما إذا كان الجراحون قد قاموا بإزالة جميع الأنسجة السرطانية أثناء جراحة سرطان الثدي من خلال فحص تصوير الثدي بالأشعة السينية للأنسجة التي تمت إزالتها. كان أداء النموذج جيدًا أو أفضل من الأطباء البشريين.
العلاج المفضل لسرطان الثدي في مرحلة مبكرة هو جراحة الحفاظ على الثدي، أو استئصال الثدي الجزئي، جنبا إلى جنب مع العلاج الإشعاعي. يجب إزالة جميع أنسجة الثدي السرطانية أثناء الجراحة لمنع عودة السرطان. طريقة الفحص هي فحص الحافة الخارجية للنسيج المقطوع للتأكد من عدم احتوائه على خلايا سرطانية وهو "الهامش السالب".
تصوير الثدي الشعاعي للأنسجة (عينة التصوير الشعاعي للثدي) هو وسيلة واسعة الانتشار لضمان الهوامش السلبية لأنه يمكن إجراؤها في غرفة العمليات وتوفر ردود فعل فورية. ومع ذلك، قد لا يكون تصوير عينة الثدي دقيقًا، وإذا تم العثور على خلايا سرطانية لاحقًا، فقد تكون هناك حاجة إلى مزيد من الجراحة لإزالة المزيد من الأنسجة.
طور الباحثون في كلية الطب بجامعة نورث كارولينا (UNC) نموذجًا للذكاء الاصطناعي يمكنه التنبؤ في الوقت الفعلي بما إذا كانت الأنسجة السرطانية قد تمت إزالتها بالكامل أثناء جراحة سرطان الثدي.
قالت كريستالين غالاغر، إحدى مؤلفي الدراسة: "بعض أنواع السرطان يمكنك الشعور بها ورؤيتها، لكن لا يمكننا رؤية الخلايا السرطانية الصغيرة التي قد تكون موجودة عند حواف الأنسجة التي تمت إزالتها. أنواع السرطان الأخرى مجهرية تمامًا. ستسمح لنا أداة الذكاء الاصطناعي هذه بتحليل الأورام التي تمت إزالتها جراحيًا بشكل أكثر دقة في الوقت الفعلي وزيادة فرصة إزالة جميع الخلايا السرطانية أثناء الجراحة. وهذا سيمنع المرضى من الخضوع لعملية جراحية ثانية أو ثالثة."
"لتعليم" نموذج الذكاء الاصطناعي كيف تبدو الهوامش السلبية والإيجابية، استخدم الباحثون 821 عينة من صور التصوير الشعاعي للثدي تم التقاطها مباشرة بعد الاستئصال ومطابقتها مع تقارير العينات النهائية لعلماء الأمراض. أكثر من نصف (53٪) من الصور كانت إيجابية. كما قاموا بتغذية التركيبة السكانية للمريض النموذجي مثل العمر والعرق ونوع الورم وحجم الورم.
ووجدوا أن نموذج الذكاء الاصطناعي يتمتع بحساسية 85%، ونوعية 45%، ومنطقة تحت منحنى خاصية تشغيل المستقبل (AUROC) تبلغ 0.71. تقيس الحساسية قدرة النموذج على اكتشاف الحالات الإيجابية، بينما تقيس الخصوصية نسبة الحالات السلبية الحقيقية التي يحددها النموذج بشكل صحيح. يقيس AUROC الأداء الإجمالي للنموذج، ويوفر قيمة تتراوح بين 0 و1، حيث يمثل 0.5 تخمينًا عشوائيًا ويمثل 1 الأداء المثالي.
يقول الباحثون إنه بالمقارنة مع دقة التفسيرات البشرية، فإن نماذج الذكاء الاصطناعي تعمل بشكل جيد أو أفضل من البشر. لوضع هذا في الاعتبار، وجدت الدراسات السابقة أن حساسية تصوير عينات الثدي تتراوح من 20% إلى 58%، وتتراوح AUROC من 0.60 إلى 0.73.
وقال كيفن تشين، المؤلف الأول للدراسة: "من المثير للاهتمام التفكير في كيفية استخدام نماذج الذكاء الاصطناعي للرؤية الحاسوبية لدعم اتخاذ القرار من قبل الأطباء والجراحين في غرفة العمليات". "لقد وجدنا أن نماذج الذكاء الاصطناعي كانت جيدة أو أفضل قليلاً من البشر في تحديد الحواف الإيجابية."
يساعد النموذج في تحديد الهوامش لدى المرضى الذين يعانون من ثديين أكثر كثافة. في تصوير الثدي بالأشعة السينية، تظهر أنسجة الثدي الكثيفة والأورام باللون الأبيض الناصع، مما يجعل من الصعب التمييز بين الأنسجة السليمة والأنسجة السرطانية.
ويقول الباحثون إن نموذج الذكاء الاصطناعي الخاص بهم يمكن استخدامه في المستشفيات ذات الموارد الأقل، مثل الجراحين المتخصصين أو أخصائيي الأشعة أو علماء الأمراض، لاتخاذ قرارات سريعة ومستنيرة في غرفة العمليات.
وقال المؤلف المشارك شون جوميز: "إن الأمر يشبه توفير طبقة إضافية من الدعم للمستشفيات التي قد لا تتمتع بالخبرة الحالية". "بدلاً من تقديم أفضل التخمينات، يمكن دعم الجراحين بنماذج مدربة على مئات أو آلاف الصور والحصول على تعليقات جراحية فورية لاتخاذ قرارات أكثر استنارة."
ولا يزال نموذج الذكاء الاصطناعي في مراحله الأولى، وسيواصل الباحثون تدريبه بمزيد من تصوير الثدي بالأشعة السينية لتحسين دقته في تحديد الحواف. يتطلب هذا النموذج مزيدًا من البحث والتحقق من الصحة قبل تطبيقه على التطبيقات السريرية.
ونشرت الدراسة في مجلة حوليات الأورام الجراحية.