Рак груди — основная причина смерти женщин во всем мире. В 2015 году у 2,4 миллиона женщин диагностирован рак груди, из них 523 тысячи женщин умерли. Рак груди лучше поддается лечению на ранней стадии, поэтому большинство стран создали национальные программы скрининга на рак груди. Маммография — основной метод диагностики. Он позволяет обнаружить рак у 0,6–0,8% женщин. Степень гипердиагностики при этом может составлять от 1% до 54%, а пропущенными остаются от 15% до 34% злокачественных опухолей. Поэтому во всем мире стали изучать возможности искусственного интеллекта в скрининге рака груди.
Использование искусственного интеллекта для анализа изображений в программах скрининга рака груди: систематический обзор точности тестов
- Терапевты
- Гинекологи
Польза и вред искусственного интеллекта в скрининге рака груди
Польза. Искусственный интеллект реже пропускает новообразования, потому что на него не влияет усталость и он не имеет субъективного мнения.
Искусственному интеллекту можно делегировать работу, чтобы снизить нагрузку или заменить радиологов.
Вред. Искусственный интеллект чаще делает находки, которые не приведут к раку, например обнаруживает микрокальцинаты. Статистика показала, что у 19% женщин, у которых при жизни не выявлено заболеваний груди, после вскрытия патологоанатомы находят рак in-situ или доброкачественную гиперплазию. Поэтому исследователи предупреждают об опасности высокой чувствительности искусственного интеллекта: это может привести к гипердиагностике и избыточному лечению, тогда вреда от маммографии будет больше, чем пользы.
Врачей настораживает также проблема «черного ящика»: если человек может объяснить свое решение, то не всегда бывает ясно, как и почему принимает решение алгоритм. На это влияет то, на каких клинических случаях обучался искусственный интеллект и их количество. Врач не сможет поговорить с программой и узнать, как и на каких случаях она училась, чтобы понять логику решения.
Еще одна проблема — во время обучения искусственный интеллект часто ищет короткие пути решения проблемы. Например, когда были созданы системы обнаружения COVID-19 на рентгенограммах грудной клетки, исследователи обнаружили, что искусственный интеллект обобщает данные и происходит гипердиагностика.
Поэтому Национальный скрининговый комитет Великобритании провел систематический обзор, чтобы оценить, насколько точно искусственный интеллект (ИИ) выявляет рак груди на маммограммах.
Как собирали данные для систематического обзора
Национальный скрининговый комитет Великобритании провел поиск литературы по исследованиям, опубликованным на английском языке в период с 1 января 2010 года по 9 сентября 2020 года. Результаты поиска обновлены 17 мая 2021 года. Поиск проходил в базах данных:
- Medline (Ovid)
- Embase (Ovid)
- Web of Science
- Кокрановская база данных систематических обзоров
Комитет применил строгие критерии включения и исключения, чтобы в обзор попали только исследования интеграции ИИ в программу скрининга рака груди.
Какие результаты получились
В результате поиска по базам данных комитет выбрал 12 исследований, в которых в сумме участвовали 131 822 женщины. Во всех включенных исследованиях ученые использовали глубокие нейронные сети:
Исследование | Дизайн исследования | Количество женщин | Производитель маммографа | Эталон оценки | Эталон подтверждения/ исключения рака |
---|---|---|---|---|---|
Набор тестов, статистический анализ с помощью многоканального считывающего устройства |
285 женщин из 1 системы здравоохранения США с 4 центрами (46,0% случаев рака). Возрастной диапазон не указан |
Hologic 100% |
Заключение 5 радиологов, сертифицированных MQSA (США) |
Рак подтвержден в течение 3 месяцев после обследования; Рак исключен при следующем скрининговом обследовании через 9-39 месяцев |
|
Ретроспективное исследование точности теста |
3097 женщин из 1 центра США (22,2% случаев рака в течение 27 месяцев после обследования), возрастной диапазон: <40 лет — 181 (5,8%); 40-49 — 1259 (40,7%); 50-59 — 800 (25,8%); 60-69 — 598 (19,3%); ≥70— 259 (8,4%) |
Hologic / Lorad: > 99%; Siemens или General Electric: <1% |
Заключение одного радиолога |
Рак подтвержден биопсией в течение 27 месяцев после визуализации; Рак исключен после одного контрольного скрининга или отрицательной биопсии через 21 месяц |
|
Набор тестов, статистический анализ с помощью многоканального считывающего устройства |
199 обследований в рамках голландского пилотного проекта цифрового скрининга (39,7% случаев рака), возрастной диапазон 50-74 |
Hologic 100% |
Заключение девяти голландских радиологов, однократная оценка |
Рак подтвержден гистологией; Рак исключен после контрольного осмотра через 2 года |
|
Ретроспективное исследование точности теста |
8805 женщин из шведского когортного исследования (8,4% случаев рака в течение 12 месяцев после скрининга), средний возраст 54,5 года |
Hologic 100% |
Заключение одного радиолога или согласованно с коллегами; |
Рак подтвержден в течение 12 месяцев после обследования; Рак исключен в течение двух лет наблюдений |
|
Ретроспективное исследование точности теста |
68 008 женщин из 1 шведского центра (1,1% случаев рака в течение 12 месяцев после скрининга), средний возраст 53,3 года |
Не сообщается |
Заключение одного радиолога или согласованно с коллегами; |
Рак подтвержден гистологией в течение 12 месяцев после обследования; Рак исключен в течение 12 месяцев после скрининга |
|
Ретроспективное когортное исследование |
17 895 женщин в 1 центре в Германии (0,64% случаев рака). Возрастной диапазон не указан |
Siemens 70% Hologic 30% |
Нет эталона |
Рак подтвержден биопсией. Информации о продолжении обследований не было. |
|
Ретроспективное исследование случай-контроль |
7364 женщины в 1 центре в Швеции (7,4% случаев рака), средний возраст 53,6 |
Hologic 100% |
Нет эталона |
Рак подтвержден в течение 30 месяцев после предыдущего скрининга; Рак исключен через два года наблюдений |
|
Ретроспективное когортное исследование |
9581 женщина, в 1 центре в Швеции ( 0,71% случаев рака), средний возраст 57,6 |
Siemens 100% |
Нет эталона |
Рак подтвержден гистологически; Информации о продолжении обследований не было |
|
Ретроспективное когортное исследование |
15 986 женщин в 1 испанском центре (0,7% случаев рака), средний возраст 58 лет |
Hologic (Selenia Dimensions) 100% |
Заключение одного радиолога |
Рак подтвержден гистологически в течение 24 месяцев после скрининга; Рак исключен после наблюдения в течение двух лет |
|
Набор тестов, статистический анализ с помощью многоканального считывающего устройства |
240 женщин из 1 центра США (50,0% случаев рака), средний возраст 59 лет |
Не сообщается |
Заключение 14 рентгенологов, сертифицированных MQSA (США) |
Рак подтвержден гистологически. Рак исключен после отрицательной биопсии или после наблюдения в течение 18 месяцев |
|
Набор тестов, статистический анализ с помощью многоканального считывающего устройства |
240 женщин: 120 из 1 центра в США и 120 из 1 центра в Германии (41,7% случаев рака), средний возраст 62 года |
Hologic 50% Siemens 50% |
Заключение 14 рентгенологов, сертифицированных MQSA (США) |
Рак подтвержден гистологически. Рак исключен после одного года наблюдения |
|
Расширенный набор тестов, статистический анализ с помощью многоканального считывающего устройства, сначала без поддержки ИИ, затем с помощью ИИ |
122 женщины из 1 центра США (73,8% случаев рака), средний возраст 65,4 года |
Не сообщается |
Заключение 7 рентгенологов, сертифицированных MQSA (США) |
Рак подтвержден после биопсии. Рак исключен после наблюдений в течение 2 лет. |
Роль искусственного интеллекта в скрининге рака груди по результатам 12 исследований можно представить в виде схемы:

Анализ роли искусственного интеллекта
Искусственный интеллект как средство замены радиологов. По результатам исследований, точность искусственного интеллекта сравнима с точностью оценки одним радиологом, но оказалась ниже, чем точность оценки двух радиологов или консилиума. Поэтому исследователи не рассматривают искусственный интеллект как отдельную систему, которая может заменить радиологов.
Искусственный интеллект как система для сортировки пациенток по группам риска. Исследования показали, что чувствительность искусственного интеллекта в обнаружении опухолей составляет не меньше 86%. Специфичность — не менее 50%. Это значит, что ИИ можно использовать в качестве помощника в первичной сортировке, но результаты оценки все же должен проверять радиолог. Пока неизвестно, как оценка искусственного интеллекта может повлиять на конечное решение радиолога, но исследователи опасаются, что ИИ может усыпить бдительность специалиста.
Искусственный интеллект как помощник в чтении маммограмм. О использовании ИИ как помощника в оценке маммограмм сообщалось в трех исследованиях. По их результатам, ИИ повышает чувствительность и специфичность оценки маммограмм незначительно: не более, чем на 3%.
Искусственный интеллект в оценке типа рака. В исследованиях получено мало данных о том, как ИИ помогает в обнаружении определенных типов рака груди. В одном исследовании ИИ на 3% чаще находил инвазивные формы рака на ранней стадии, но на 6% реже определял карциномы, по сравнению с радиологом. Другие системы ИИ хуже определяли инвазивный тип рака на 2й и более стадии, по сравнению с радиологами.
Находки систематического обзора
- В исследованиях, которые включали небольшое количество женщин, искусственный интеллект лучше оценивал маммограммы, чем рентгенологи;
- В пяти исследованиях радиологи изучали маммограммы в искусственных условиях, поэтому их результаты могут быть неприменимы на практике;
- Все системы искусственного интеллекта были менее точными, чем консилиум двух и более радиологов, а 94% систем были менее точными, чем один радиолог;
- Качество оценки ИИ могло быть переоценено, если одна система оценивала один набор данных несколько раз, потому что глубокие нейронные сети могут учиться и при повторной оценке выдают меньше ошибок;
Выводы систематического обзора
Вам может быть интересно
Питание во время беременности и лактации: последствия для матери и ребенка. Часть вторая
Актуальное
Как выглядит здоровое питание беременной женщины и какие рекомендации давать пациенткам?
Читать статьюВакцинация детей с аллергической реакцией на вакцину в анамнезе
Актуальное
Можно ли вакцинировать детей, у которых была аллергическая реакция на вакцину в прошлом? Выступление на встрече Американской академии аллергии, астмы и иммунологии 2020 г.
Читать статьюПанические атаки: проблемы диагностики заболевания неясной этиологии
Актуальное
Панические атаки значительно снижают качество жизни и служат фактором риска некоторых соматических заболеваний. В этом материале рассказываем о проблемах диагностики этого заболевания.
Читать статьюВикторина: болезни знаменитых людей!
Ликбез
В этой викторине вам предстоит угадать заболевание по описанию и выдающимся личностям, у которых она была диагностирована. Некоторые патологии широко известны, а некоторые - редки и мало изучены. Угадаете их все? Проверьте себя!
Читать статьюО чем говорят врачи
Актуальное
Профессиональное развитие — это не только конференции, статьи и консилиумы. Предлагаем Вам подборку youtube-каналов и подкастов о медицине, профессии врача, организме и болезнях в удобном и скачиваемом формате инфографики.
Читать статьюЧто эффективнее, если нужно бросить курить: электронные сигареты или никотинозамещающая терапия?
Мифы
Исследователи из Великобритании отобрали 886 людей, которые обратились в службы отказа от курения, чтобы узнать, какой метод был самым эффективным.
Читать статьюГлавные медицинские открытия 2021 года
Актуальное
Ежегодно ученые совершают десятки открытий в области физиологии и медицины. 2021-й не стал исключением. О важных достижениях — в этом материале.
Читать статьюБезглютеновая диета помогает снизить риск рака при целиакии
Актуальное
Риск развития онкологической патологии снижается в течение года соблюдения безглютеновой диеты при целиакии.
Читать статью5 часов упражнений в неделю для снижения риска гипертонии
Актуальное
Молодым людям необходимо 5 часов умеренных физических упражнений в неделю, чтобы снизить риск высокого артериального давления к 60 годам.
Читать статьюНовая классификация болезней
Актуальное
Что изменилось в Международной классификации болезней 11 пересмотра?
Читать статьюПоздний ужин увеличивает риск диабета
Актуальное
Результаты рандомизированного перекрестного исследования показали, что питание перед сном повышает риск развития сахарного диабета.
Читать статьюРекомендуемые физические нагрузки при мигрени
Актуальное
Советы по мотивации пациентов с мигренью к физической активности прозвучали на ежегодном собрании Американского общества головной боли в 2021 году.
Читать статью
Комментарии: 0
или
Зарегистрироватьсячтобы оставить комментарий.