Μια νέα αλγοριθμική τεχνολογία βαθιάς μάθησης επιτρέπει τις υπερ-χαμηλής δόσης αξονικές τομογραφίες για τη διάγνωση της πνευμονίας με μόλις το 2% της ακτινοβολίας των παραδοσιακών τομογραφιών, επαναστατώντας στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης.
Η Τεχνητή Νοημοσύνη βελτίωσε δραματικά την ευκρίνεια των εικόνων, μειώνοντας τα ψευδώς θετικά αποτελέσματα και καθιστώντας τα οζίδια πιο εύκολα ανιχνεύσιμα. Αυτή η καινοτομία θα μπορούσε να επαναστατήσει στα κλινικά πρωτόκολλα, προσφέροντας ασφαλέστερη απεικόνιση για ευάλωτους ασθενείς και παιδιά.
Μια επανάσταση στις υπερ-χαμηλής δόσης αξονικές τομογραφίες
Η υπερ-χαμηλής δόσης αξονική τομογραφία μπορεί να διαγνώσει αποτελεσματικά την πνευμονία σε ασθενείς με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα χρησιμοποιώντας μόνο το 2% της ακτινοβολίας που απαιτείται για μια κανονική αξονική, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Radiology: Cardiothoracic Imaging, περιοδικό της Αμερικανικής Εταιρείας Ραδιολογίας (RSNA).
«Για τους ασθενείς με εξασθενημένα ανοσοποιητικά συστήματα, οι πνευμονικές λοιμώξεις μπορεί να είναι απειλητικές για τη ζωή», ανέφερε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Maximiliano Klug, M.D., ραδιολόγος στο Τμήμα Διαγνωστικής Απεικόνισης του Sheba Medical Center στο Ραμάτ Γκαν του Ισραήλ.
«Οι αξονικές τομογραφίες είναι το “χρυσό πρότυπο” για τη διάγνωση της πνευμονίας, αλλά οι επαναλαμβανόμενες τομογραφίες μπορούν να εκθέσουν τους ασθενείς σε σημαντική ακτινοβολία».
Η πρόκληση της ποιότητας εικόνας σε υπερ-χαμηλής δόσης αξονικές τομογραφίες
Η υπερ-χαμηλής δόσης αξονική μειώνει την έκθεση στην ακτινοβολία, αλλά μπορεί να προκαλέσει κακή ποιότητα εικόνας λόγω του «θορύβου» που προστίθεται στην εικόνα, με αποτέλεσμα να είναι πιο «θολή» ή «κοκκώδης».
Αυτή η μείωση της ποιότητας εικόνας μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια της διάγνωσης. Επομένως, ο Δρ. Klug και οι συνεργάτες του αποφάσισαν να δοκιμάσουν τις δυνατότητες αποθορυβοποίησης ενός αλγορίθμου βαθιάς μάθησης σε υπερ-χαμηλής δόσης αξονικές τομογραφίες.
Από τον Σεπτέμβριο του 2020 μέχρι τον Δεκέμβριο του 2022, 54 ασθενείς με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα και πυρετό υποβλήθηκαν σε δύο αξονικές τομογραφίες θώρακα: μια κανονικής δόσης και μια υπερ-χαμηλής δόσης. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε ένας αλγόριθμος βαθιάς μάθησης για την αποθορυβοποίηση των υπερ-χαμηλής δόσης αξονικών τομογραφιών.
Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων από ραδιολόγους
Οι ραδιολόγοι αξιολόγησαν και κατέγραψαν τα ευρήματα από την αξονική κανονικής δόσης, την υπερ-χαμηλής δόσης και την αποθορυβοποιημένη υπερ-χαμηλής δόσης αξονική τομογραφία. Όλοι οι ραδιολόγοι ήταν «τυφλοί» ως προς τα κλινικά δεδομένα των ασθενών.
Ο αλγόριθμος βαθιάς μάθησης βελτίωσε σημαντικά την ποιότητα εικόνας και την ευκρίνεια των υπερ-χαμηλής δόσης αξονικών τομογραφιών και μείωσε τα ψευδώς θετικά αποτελέσματα. Τα οζίδια ήταν επίσης πιο εύκολα ανιχνεύσιμα στις αποθορυβοποιημένες τομογραφίες.
Μία ελάχιστη δόση ακτινοβολίας ίδια διαγνωστική ικανότητα
Η μέση αποτελεσματική δόση ακτινοβολίας για τις υπερ-χαμηλής δόσης τομογραφίες ήταν το 2% της μέσης αποτελεσματικής δόσης ακτινοβολίας των κανονικών αξονικών τομογραφιών. «Αυτή η μελέτη ανοίγει το δρόμο για ασφαλέστερη, βασισμένη στην Τεχνητή Νοημοσύνη απεικόνιση που μειώνει την έκθεση στην ακτινοβολία ενώ διατηρεί την διαγνωστική ακρίβεια», δήλωσε ο Δρ. Klug.
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η αποθορυβοποίηση με βάση την Τεχνητή Νοημοσύνη σε υπερ-χαμηλής δόσης αξονικές τομογραφίες μπορεί να είναι επωφελής και για άλλες ομάδες ασθενών, όπως οι νέοι ασθενείς.
«Αυτή η πιλοτική μελέτη εντόπισε λοιμώξεις με μια ελάχιστη δόση ακτινοβολίας», δήλωσε ο Δρ. Klug. «Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να οδηγήσει σε μεγαλύτερες μελέτες και τελικά να αναμορφώσει τα κλινικά πρωτόκολλα, κάνοντάς τις αποθορυβοποιημένες υπερ-χαμηλής δόσης αξονικές τομογραφίες το νέο πρότυπο για νέους ασθενείς με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα».
Μελλοντικές μελέτες με μεγαλύτερους δείκτες δειγμάτων θα βοηθήσουν στην επικύρωση των ευρημάτων της παρούσας μελέτης.
