מחקרים חדשים הראו כי אלגוריתם למידת מכונה שפותחה על ידי מדעני קיימברידג 'הצליח לזהות נכון ב 97 מקרים מתוך 100 אם אדם חלה במחלת צליאק על סמך הביופסיה שלהם.
כלי ה- AI, שהוכשר על כמעט 3,400 ביופסיות סרוקות מארבעה בתי חולים ב- NHS, יכול להאיץ את האבחנה של המצב ולהוריד לחץ משאבי בריאות מתוחים, כמו גם לשפר את האבחנה במדינות מתפתחות, שם מחסור בפתולוגים חמורים.
כלים דיגיטליים שיכולים להאיץ או אפילו לאוטומטי ניתוח של בדיקות אבחון מתחילים להראות הבטחה אמיתית להפחתת הדרישות לפתולוגים. כמות גדולה מיצירה זו התמקדה באיתור סרטן, אך החוקרים מתחילים לבדוק הזדמנויות לאבחון סוגים אחרים של מחלות.
מצב אחד שנבדק על ידי מדענים מאוניברסיטת קיימברידג 'הוא מחלת צליאק, מחלה אוטואימונית המופעלת על ידי צריכת גלוטן. זה גורם לתסמינים הכוללים התכווצויות בקיבה, שלשול, פריחות עור, ירידה במשקל, עייפות ואנמיה. מכיוון שתסמינים משתנים כל כך בין אנשים, לעתים קרובות חולים מתקשים לקבל אבחנה מדויקת.
תקן הזהב לאבחון מחלת צליאק הוא באמצעות ביופסיה של התריסריון (חלק מהמעי הדק). לאחר מכן ינתחו פתולוגים את הדגימה תחת מיקרוסקופ או על מחשב כדי לחפש נזק לווילי, תחזיות קטנטנות כמו שיער המייצרות את החלק הפנימי של המעי הדק.
פרשנות ביופסיות, שלעתים קרובות יש שינויים עדינים, יכולה להיות סובייקטיבית. הפתולוגים משתמשים במערכת סיווג המכונה סולם מארש-אוברובר כדי לשפוט את חומרת המקרה, החל מאפס (הווילי תקינים וסביר להניח שהמטופל לא סובל ממחלה) לארבע (הווילי משוטחים לחלוטין).
במחקר שפורסם היום ב כתב העת לרפואה של ניו אינגלנד AIחוקרי קיימברידג 'פיתחו אלגוריתם למידת מכונה כדי לסווג נתוני תמונת ביופסיה. האלגוריתם הוכשר ונבדק על מערך נתונים גדול ומגוון המורכב ממעל 4,000 תמונות שהושגו מחמישה בתי חולים שונים המשתמשים בחמישה סורקים שונים מארבע חברות שונות.
מחלת הצליאק פוגעת באחד מכל 100 אנשים ויכולה לגרום למחלה קשה, אך קבלת אבחנה אינה פשוטה. זה יכול לקחת שנים רבות עד לקבלת אבחנה מדויקת, ובזמן של לחצים אינטנסיביים על מערכות הבריאות, סביר להניח כי עיכובים אלה ימשיכו. ל- AI יש פוטנציאל להאיץ תהליך זה, ומאפשר לחולים לקבל אבחנה מהר יותר, ובמקביל להוריד לחץ מרשימות ההמתנה של NHS. "
אליזבת סוילוקס, סופרת בכירה, פרופסור, המחלקה לפתולוגיה ומכללת צ'רצ'יל, אוניברסיטת קיימברידג '
הצוות בדק את האלגוריתם שלהם על מערך נתונים עצמאי של כמעט 650 תמונות ממקור שלא נראה בעבר. בהתבסס על השוואה עם האבחנות של הפתולוגים המקוריים, החוקרים הראו כי המודל היה נכון באבחון שלו ביותר מ- 97 מקרים מתוך 100.
למודל הייתה רגישות של מעל 95% – כלומר, הוא זיהה נכון יותר מ- 95 מקרים מתוך 100 אנשים שסבלו ממחלת צליאק. הייתה לו גם ספציפיות של כמעט 98% – כלומר היא זיהתה נכון כמעט 98 מקרים מתוך 100 אנשים שלא סבלו ממחלת צליאק.
מחקרים קודמים של הצוות הראו כי אפילו פתולוגים יכולים לחלוק על אבחנות. כאשר הוצגה סדרה של 100 שקופיות וביקשה לאבחן אם חולה סובל ממחלת צליאק, לא חלה במחלה, או שמא האבחנה הייתה בלתי מוגדרת, הצוות הראה כי הייתה מחלוקת ביותר מאחד מכל חמישה מקרים.
הפעם, החוקרים ביקשו החוקרים ארבעה פתולוגים לבדוק 30 שקופיות וגילו כי פתולוג היה ככל הנראה מסכים עם מודל ה- AI כמו שהיו עם פתולוג שני.
ד"ר פלוריאן ג'יקל, גם הוא מהמחלקה לפתולוגיה, ועמית מחקר בהיכל יוז, קיימברידג ', אמר: "זו הפעם הראשונה ש- AI הוכח כי הוא מאבחן במדויק כפתולוג מנוסה אם לאדם יש צליאק או לא. מכיוון שהתאמננו על מערכי נתונים שנוצרו תחת מספר תנאים שונים, אנו יודעים שעליו להיות מסוגלים לעבוד במגוון מבטיות.
"זהו צעד חשוב לקראת אפיזת אבחנות ושחרור הזמן של הפתולוגים להתמקד במקרים מורכבים או דחופים יותר. הצעד הבא שלנו הוא לבדוק את האלגוריתם במדגם קליני גדול בהרבה, מה שמביא אותנו למצב לשתף את המכשיר הזה עם הרגולטור, ולהביא אותנו קרוב יותר לכלי זה המשמש ב- NHS."
החוקרים עבדו עם קבוצות מטופלים, כולל באמצעות CELIAC UK, כדי לשתף את גישתם ולדון איתם את הקביעות שלהם לטכנולוגיה כמו זו בשימוש.
"כאשר אנו מדברים עם חולים, הם בדרך כלל מאוד פתוחים לשימוש ב- AI לאבחון מחלת צליאק", הוסיף ד"ר ג'קל. "זה ללא ספק משקף בחלקו את חוויותיהם מהקשיים והעיכובים בקבלת אבחנה.
"נושא אחד שעולה לעתים קרובות עם חולים וגם עם קלינאים הוא נושא 'הסבר' – היכולת להבין ולהסביר כיצד AI מגיע לאבחון שלו. חשוב לנו כחוקרים ולרגולטורים לשאת במוח זה אם אנו רוצים להבטיח שיש אמון ציבורי ביישומי AI ברפואה."
פרופסור סוילוקס הוא יועץ המטופתולוגית בבתי חולים באוניברסיטת קיימברידג 'NHS קרן קרן. יחד עם ד"ר ג'יקל, היא הקימה חברת ספינאוט, Lyzeum Ltd, כדי למסחור את האלגוריתם.
המחקר מומן על ידי CELIAC UK, Innovate UK, מרכז קיימברידג 'לגילוי מונע נתונים והמכון הלאומי לחקר בריאות וטיפול.
קירה שפרד, קצין המחקר בסליאק בריטניה, אמר: "במהלך תהליך האבחון, חיוני שמטופלים ישמור על גלוטן בתזונה שלהם כדי להבטיח שהאבחנה תהיה מדויקת. אבל זה יכול לגרום לתסמינים לא נוחים. זו הסיבה שבאמת חשוב שהם יוכלו לקבל אבחנה מדויקת ככל האפשר.
"מחקר זה מדגים דרך פוטנציאלית אחת להאיץ חלק ממסע האבחון. בסליאק בריטניה אנו גאים שמימנו את השלבים המוקדמים של עבודה זו, שהתמקדה בתחילה בהכשרה של מערכת כדי להבדיל בין ביופסיות בקרה בריאות לבין ביופסיות של חולים במחלת צליאק. אנו מקווים כי יום אחד טכנולוגיה זו תשמש כדי לעזור לחולים לקבל אבחון מהיר ומדויק."
"כל דבר שהופך את המערכת למהירה יותר חייב להיות דבר טוב" – ליז קוקס, 80
ליז קוקס, 80, הייתה בתסמינים הכוללים אנמיה וכאבי בטן כמעט 30 שנה כאשר שאלה מחבר – "אתה עדיין יורד במשקל?" – גרמה לה להבין שהיא צריכה לפנות לעזרה.
ליז, ילידת טוטנהאם, צפון לונדון, לקראת סוף מלחמת העולם השנייה, הסתובבה, ובילתה חלק מחייה בסינגפור לאחר שהתחתנה לפני שהתיישבה לגור בלינטון, ממש מחוץ לקיימברידג '. היא בילתה את רוב חייה בעבודה בספריות ולקחה "עבודת פרישה" בעבודה בספריה הקהילתית של לינטון.
ליז החלה בכאבי בטן קשים בשנות ה -30 לחייה, לאחר שילדה את שלושת ילדיה.
"הרופא שלי ביצע בדיקות שונות, אבל מחלת הצליאק לא הייתה ידועה מאוד אז, ולכן לא נבדקתי בגלל זה. הייתי די עייף, אבל פשוט המשכתי כי אתה צריך כשיש לך שלושה ילדים ובעל, לא?"
ליז ניסתה לא לתת למצב שלה להפריע, לדאוג שהיא תמצא זמן לפעילויות ממנה נהנתה, כמו סקי וריקודים, ורק בסוף שנות ה -50 לחייה, התבקשה בשאלת חברתה, היא חזרה לרופא.
הפעם, רופא המשפחה שלה בלינטון ביצע בדיקת דם, מה שהציע מחלת צליאק מתקדמת. ביופסיה בבית החולים של אדנברוק אישרה זאת-אך גם מצאה תאים טרום סרטניים.
"פעם ראיתי את ד"ר ג'רמי וודוורד, היועץ שלי, כל שנה לאנדוסקופיה. לא היה לי מזל!" היא אומרת. לאחר כעשר שנים, ניתנה לה כל ברור לסרטן ושוחרר.
מאז האבחנה שלה, ליז נמצאת בדיאטה קפדנית ונטולת גלוטן, שהשפיעה כמעט מייד. היא לא מתפתה לקבל אפילו את הכמות הקטנה ביותר של גלוטן עכשיו.
"יש אנשים שאומרים 'יש קצת', אבל לא, זו תזונה קפדנית, כי אתה לא יודע מה זה עושה לפנים שלך. זה רק המודע לעניין, לא? אתה לא יכול לקבל את זה, סוף הסיפור."
היא הצטרפה לקבוצת תמיכה של Celiac בבריטניה בבורי סנט אדמונדס, שעזרה לה לפגוש אחרים כמוה, לשתף טיפים ולמצוא מקומות טובים לאכול שעשו אפשרויות ללא גלוטן. היא דיברה בהפכה למזכירה, כאשר בעלה הסכים להיות מזכיר החברות – הם עושים זאת עכשיו כבר 20 שנה.
דרך הקבוצה הזו פגשה ליז את פרופ 'אליזבת סואילוקס מאוניברסיטת קיימברידג'.
"אליזבת הגיעה לפגישה שלנו כדי לדבר על המחקר שלה. זה היה די כיף כי היא הראתה לנו תמונות של ביופסיות ואמרה שנוכל לנחש מי היו צליאק ואילו לא היו? זה לא היה קל."
ליז מתרשמת מהשימוש ב- AI לאבחון מחלת הצליאק. הפניה שלה לאנדוסקופיה והאבחנה שלאחר מכן התרחשה במהירות יחסית. לא כולם בר מזל.
"אתה שומע סיפורים מאנשים אחרים, והם חיכו הרבה זמן. הם חוזרים קדימה לרופא לעתים קרובות, עם תסמינים מוזרים שונים, ואולי הרופאים לא תמיד בודקים אותם בגלל זה.
"כל דבר שהופך את המערכת למהירה יותר חייב להיות דבר טוב, כי ברגע שאובחנת ואתה יודע שאתה לא יכול לקבל גלוטן, אז אתה יודע מה לעשות, ואתה מרגיש כל כך טוב יותר."
