Umelá inteligencia našla svoje uplatnenie aj pri odhaľovaní rakoviny a ďalších chorôb. Slovensko v tejto oblasti nezaostáva za vyspelými európskymi krajinami a vybrané laboratóriá a diagnostické pracoviská sú vybavené modernými technológiami, ktoré uľahčujú odhaľovanie nádorov a nádorových buniek. Najviditeľnejší je pokrok v oblasti cytológie, genetiky a kolonoskopie. O využívaní tejto aj ďalších technológii v praxi Zdravotníckemu denníku porozprávali predstavitelia bratislavských onkologických ústavov.
Umelá inteligencia v cytológii minimalizuje falošne negatívne výsledky, pri genetickej analýze skracuje čas a pri kolonoskopiách dokáže upozorniť vyšetrujúceho lekára aj na taký nález, ktorý by mohol byť voľným okom prehliadnutý. Umelá inteligencia tak dokáže zachrániť viac pacientov. Najmä tých v začínajúcom štádiu ochorenia, ktoré je voľným okom zatiaľ neviditeľné.
Klinická onkologička z Onkologického ústavu svätej Alžbety (OÚSA) Bela Mriňáková priblížila, že nástroje umelej inteligencie aktuálne môžu slúžiť v čiastkových úlohách, napríklad pri rešerši dostupných vedeckých dát, hodnotení prediktívnych a prognostických faktorov, posúdení interakcií a podobne. „Inovácie vieme hodnotiť v akademickom a klinickom výskume. Avšak do obdobia, kým sa jednoznačne potvrdí bezpečnosť a lepšia výkonnosť systémov umelej inteligencie pri diagnostike a liečbe nádorov budú liečebné rozhodnutia plne v zodpovednosti lekárov, špecialistov,“ hovorí Mriňáková.
Prednostka rádiologickej kliniky OÚSA Viera Lehotská doplnila, že umelá inteligencia (AI) ako technológia, ktorá napodobňuje ľudskú činnosť, rozhodovanie a učenie, napomáha zdravotníckemu personálu automatizovať procesy, syntetizovať údaje z viacerých zdrojov a určovať trendy. „V medicínskom zobrazovaní môžu algoritmy AI spracovaním obrovského množstva klinických dát identifikovať takzvaný fenotyp ochorenia a predpovedať vývoj ochorenia s vysokou presnosťou, čo umožňuje personalizovanú a individualizovanú liečbu. AI tak napomáha zdravotníckym zariadeniam celkovo zlepšovať kvalitu poskytovanej zdravotnej starostlivosti a súčasne znižovať náklady,“ hovorí profesorka Lehotská.
Na Slovensku problémom podľa nej nie je nedostupnosť moderných zdravotníckych technológií, ale skôr obmedzené možnosti využitia týchto noviniek v klinickej praxi. „Príkladom môže byť vyšetrenie nádorového tkaniva pomocou Next Generation Sequencing, ktoré nám umožňuje oveľa presnejšiu identifikáciu biologických cieľov a liečebný prístup, ktorý sa aktuálne označuje ako precízna medicína. Takéto vyšetrenie je na Slovensku možné a vieme ním identifikovať, aká liečba by bola najvhodnejšia. Avšak takto navrhnutá liečba väčšinou nie je hradená zdravotnou poisťovňou,“ vysvetlila Lehotská pre Zdravotnícky denník. Podľa odborníkov by na Slovensku bolo treba posilniť možnosti výskumu. Špecializované onkologické centrá v zahraničí majú dostupné inovácie pre pacientov ešte v štádiu vývoja práve v klinickom výskume.
Nádory na začiatku nebolia
Kvôli chýbajúcim dátam Národného onkologického registra sú dostupné iba približné údaje o nádorovej epidemiológií na Slovensku. Viera Lehotská priblížila, že ročne pribúda približne 35-tisíc nových onkologických pacientov a viac ako 13-tisíc ľudí na onkologické diagnózy ročne zomiera. Medzi najčastejšie typy nádorov patria nádory kože, prsníka, prostaty, hrubého čreva a pľúc.
Výskyt viacerých typov nádorov má stúpajúcu tendenciu. „Môže za to vo zvýšenej miere starnutie populácie, ale aj faktory životného štýlu. Patrí medzi ne obmedzenie fyzickej aktivity, obezita, nezdravá strava, fajčenie, zvýšený príjem alkoholu, dlhodobý stres a podobne. Zarážajúce je, že niektoré časté nádory, napríklad prsníka, majú stúpajúci výskyt aj v mladej populácii,“ upozorňuje odborníčka.
Nádorové ochorenia často na začiatku nebolia, prípadne nemajú prejavy, ktoré by si človek sám všimol. V súčasnosti však už je možné pôsobiť aj proti vývoju niektorých nádorov – napríklad očkovaním proti HPV vírusu sa zníži riziko vývoja nádoru krčka maternice. V iných prípadoch sa dá rakovina vďaka preventívnym vyšetreniam a skríningu diagnostikovať v štádiu, keď sa dá úspešne a relatívne nekomplikovane vyliečiť. Sú to najmä gynekologické a dermatologické vyšetrenia, mamografia, test okultného krvácania, pravidelné urologické vyšetrenia, ako aj preventívne prehliadky u všeobecného lekára, ktorý môže zachytiť prvé prejavy aktívneho nádorového ochorenia.
Výhody a limity cytológie
Určenie správnej diagnózy umožňuje lekárovi zvoliť najoptimálnejšiu liečbu pre pacienta. Trendy v diagnostike sú zrejmé. Budú ovplyvnené nielen umelou inteligenciou, ale aj ďalšími modernými technológiami. O význame diagnostiky, o trendoch v tejto oblasti a inováciách chce na Slovensku vzdelávať odbornú aj laickú verejnosť nová Asociácia medicínskej diagnostiky (ASMED), ktorá združuje firmy pôsobiace v oblasti diagnostiky. „Našou aktuálnou témou je úloha a význam umelej inteligencie v diagnostike onkologických ochorení, ale zároveň chceme hovoriť aj o úlohe biomarkerov pri diagnostike neurodegeneratívnych ochorení,“hovorí Beata Havelková z ASMED.
Rakovine krčka maternice podľahne na Slovensku každý rok viac ako 230 žien. Každoročne je novo-diagnostikovaných 600 prípadov, pričom polovica z nich je v druhom alebo treťom štádiu ochorenia. Najväčší výskyt ochorenia je vo veku od 35 do 45 rokov. Za diagnózu je zodpovedný v 98 percentách najmä HPV vírus, ktorý napáda bunky epitelu a mení ich DNA. V prvom štádiu je toto ochorenie liečiteľné až v 94 percentách, dôležitá je však prevencia. „Cytológia dokáže zachytiť predrakovinové zmeny u inak bezpríznakových žien, avšak aj táto metóda má svoje limity. Predovšetkým falošne negatívne výsledky približne v 15 až 20 percentách prípadov. Moderné metódy, vrátane aplikácie umelej inteligencie dokážu túto falošnú negativitu minimalizovať. AI upozorní diagnostika na abnormálne bunky v súbore veľkého množstva zdravých buniek a tým významne skvalitňuje diagnostiku. Nezriedka tak práve umelá inteligencia zachráni život pacientke včasným odhalením ešte liečiteľného štádia ochorenia,“ hovorí patologička Henrieta Šidlová.
Technológie minimalizujú poškodenie zdravých tkanív
Národný onkologický ústav (NOÚ) využíva pri diagnostike a liečbe rôznych druhov rakoviny technológie ako skiagrafiu (röntgen – RTG), skiaskopiu (dynamické sledovanie RTG obrazu), mamografiu, ultrazvuk, počítačovú tomografiu (CT) a magnetickú rezonanciu (MR).
„Skiagrafický multifunkčný digitálny RTG prístroj má inovatívne softvérové funkcionality, ktoré umožňujú vysokú kvalitu snímok, a to pri najnižšej možnej dávke žiarenia. Je technicky a kapacitne výkonnejší a tiež energeticky úspornejší. Zlepšuje presnosť diagnostiky u pacientov s menšou námahou a nízkou dávkou žiarenia,“ uviedol námestník onkologického ústavu pre zdravotnú starostlivosť Jozef Dolník. Upgradovaný MR prístroj, využívajúci umelú inteligenciu, dokáže na rádiologickom oddelení vyšetriť za kratší čas viac pacientov. Čas skenovania sa výrazne skrátil a znížila sa aj pravdepodobnosť pohybu pacienta, čím sa znížilo riziko opakovaných skenov. „Kratšie a pohodlnejšie vyšetrenie ocenili najmä pacienti s bolesťou,“ povedal Dolník.
Národný onkologický ústav je jediná nemocnica na Slovensku, ktorá využíva kryoabláciu v onkológii pod ultrazvukovou a CT navigáciou. „Ide o formu minimálne invazívneho lokálneho zákroku na odstránenie postihnutého tkaniva pomocou extrémneho chladu,“ tvrdí Dolník. Znamená to šetrnejší zákrok, ktorý sa najčastejšie používa pri nádorových ochoreniach kostí, prsníka, obličiek, nadobličiek, pľúc, mäkkých tkanív a prostaty. Využíva sa skvapalnený plyn, najčastejšie tekutý dusík alebo argón, na zničenie rakovinových buniek zmrazením. Skvapalnený plyn sa privádza do nádoru pomocou ihly.
Ďalšie využívané moderné technológie sú lineárny urýchľovač, teda vonkajšie ožarovanie, či brachyterapia alebo takzvané vnútorné ožarovanie, pri ktorom sa zdroj žiarenia umiestňuje do blízkosti nádoru, čím je zabezpečené minimálne poškodenie zdravých tkanív. Pri chirurgickej a endoskopickej liečbe NOÚ používa ďalšie nové technológie. Ako jediná nemocnica na Slovensku disponuje šiestimi endoskopickými sálami. V blízkej budúcnosti plánuje nemocnica podľa námestníka pre zdravotnú starostlivosť využívať aj robotickú chirurgiu, ktorá umožní vykonávať veľmi presné operácie, minimalizovať invazívnosť zákrokov a skrátiť čas rekonvalescencie pacientov.
„Na Oddelení lekárskej genetiky využívame v molekulovej diagnostike metódu NGS (Next Generation Sequencing – sekvenovanie novej generácie) najmä zo vzoriek z kostnej drene a periférnej krvi. Metóda nám umožňuje analýzu desiatok génov v jednom behu, čo už teraz urýchľuje diagnostiku,“ priblížil Jozef Dolník. „Najväčšiu prácu však zaberá vyhodnocovanie dát z takéhoto vysokokapacitného sekvenátora. V súčasnosti je to práca laboratórnych diagnostikov a bioinformatikov pomocou príslušných vyhodnocovacích softvérov, no už sa testujú postupy s umelou inteligenciou, ktorá by túto prácu mohla perspektívne nahradiť,“ doplnil. Okrem samotného vyhodnocovania by AI dokázala podať ucelený report pre ďalší manažment pacienta a vhodnú liečbu.
V NOÚstále chýba niekoľko pokročilých prístupov, ktoré sú k dispozícii v niektorých iných európskych centrách. Je to napríklad klinická aplikácia umelej inteligencie v oblasti histopatológie, ktorá pomáha napríklad pri analýze vzoriek biopsií. „Napríklad v Českej Republike je táto metóda rutinne používaná niekoľko rokov a vďaka medzinárodnej spolupráci s ňou máme dobré skúsenosti,“ trdí námestník NOÚ.
Ústav v uplynulých rokoch zaznamenal nárast výskytu karcinómu pľúc a kolorektálneho karcinómu. „Tento trend môže byť podmienený viacerými rizikovými faktormi, ako je napríklad fajčenie, nezdravý životný štýl, obezita a starnutie populácie, ktorá je náchylnejšia na vznik rakoviny. Zároveň sa zlepšuje diagnostika a preto sa tieto prípady zachytávajú skôr, než v minulosti,“ myslia si odborníci.
Aj v genetike a neurovedách
Umelá inteligencia sa udomácňuje aj v kolonoskopii. Moderné endoskopické prístroje riadené umelou inteligenciou dokážu lekára upozorniť aj na taký nález, ktorý nie je zreteľný a môže byť počas vyšetrenia prehliadnutý. Ide najmä o rozmerovo veľmi malé útvary – polypy – na hrubom čreve. „Rakovina hrubého čreva patrí medzi najčastejšie diagnostikované onkologické ochorenia na Slovensku. Ročne diagnostikujeme až 4000 pacientov. Využitie AI nám otvára nové diagnostické možnosti, ktoré budú smerovať k rýchlejšiemu odhaleniu rakoviny a tým pádom aj k väčšiemu počtu zachránených životov,“ hovorí Beata Havelková.
Asi 5 až 10 percent onkologických ochorení je súčasťou tzv. hereditárnych nádorových ochorení, pričom asi 2 percentá zdravej populácie sú nosičom mutácie, ktorá u nich výrazne zvyšuje riziko rakoviny. Medzi hereditárne nádorové ochorenia patria najmä rakovina prsníka, hrubého čreva, vaječníkov a maternice. U pacientov, ktorým bola diagnostikovaná rakovina pred dovŕšením 50. roku života, ale aj u tých, ktorí majú v rodine viac onkologických ochorení, je dôležité, aby boli vyšetrení geneticky. „Na genetiku by mali byť odoslaní onkológom alebo všeobecným lekárom,“ upozorňuje hlavný odborník ministerstva zdravotníctva pre lekársku genetiku Martin Mistrík. „Pri analýze v genetickom laboratóriu nám pomáha špecializovaný softvér s umelou inteligenciou, ktorý nám významne skracuje čas analýzy a pacient sa dozvie výsledky oveľa skôr,“ dodáva.
Nové technológie dokážu identifikovať mozgové bielkoviny v krvi v extrémne nízkych koncentráciách. „Biomarkery vyšetrované v mozgovo-miechovej tekutine sú na ústupe a krvné biomarkery sa postupne dostávajú do klinickej praxe. Neurofilament ľahkého reťazca v krvi je už štandardným vyšetrením pre pacientov s roztrúsenou sklerózou. Pomáha nám sledovať aktivitu ochorenia a kontrolovať účinnosť terapie. Už onedlho môžeme očakávať krvný biomarker pre diagnostiku Alzheimerovej choroby. Dokáže identifikovať chorobné procesy odohrávajúce sa v mozgu už v predklinickej fáze ochorenia. Každým rokom pribúdajú nové krvné biomarkery, ktoré nám v budúcnosti výrazne uľahčia diagnostiku ochorení mozgu,“ hovorí riaditeľ Neuroimunologického ústavu Slovenskej akadémie vied Norbert Žilka.
Lucia Hakszer
