Ośrodek Przetwarzania Informacji – Państwowy Instytut Badawczy (OPI PIB) otrzymał dofinansowanie na stworzenie nowoczesnej platformy, która pomoże szybciej diagnozować raka prostaty. Innowacyjne narzędzie będzie wykorzystywać sztuczną inteligencję, która ułatwi lekarzom wdrożenie właściwej terapii.
Co roku na świecie ten rodzaj raka wykrywany jest u 1,2 miliona osób. W Polsce jest on najczęstszym nowotworem litym występującym u mężczyzn. Dzięki innowacyjnej platformie OPI PIB, lekarze będą mogli szybciej ocenić potencjalną zmianę w prostacie, a także możliwe będzie ograniczenie wykonywania bolesnych biopsji w przypadku pacjentów, u których nie jest ona konieczna. Projekt sfinansowany został z programu INFOSTRATEG, realizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Rozpocznie się on już 1 października, a w części medycznej projektu ekspertów OPI PIB będą wspierać lekarze z Dolnośląskiego Centrum Onkologii.
Ogromny potencjał sztucznej inteligencji (AI)
Ponad 30 ekspertów pracujących w Laboratorium Stosowanej Sztucznej Inteligencji (LSSI) zajmuje się między innymi zastosowaniem sztucznej inteligencji w medycynie. Prowadzą oni działania dotyczące standaryzacji badań, analizy obrazu i tworzenia modeli sztucznej inteligencji do wspomagania diagnostyki nowotworów prostaty. Laboratorium prowadzi innowacyjne projekty na styku nowych technologii i medycyny. Efektem pracy ekspertów OPI PIB jest innowacyjna platforma badawcza eRADS, która służy do standaryzacji opisów raportów medycznych. Narzędzie to pozwala radiologom obiektywnie ocenić istotność kliniczną zmiany na podstawie pięciostopniowej skali PI-RADS (Prostate Imaging-Reporting and Data System). Platforma umożliwia także zbieranie danych z badań. To innowacyjne narzędzie OPI PIB nie jest jeszcze ogólnodostępne dla lekarzy. Otrzymanie dofinansowania z NCBR umożliwi jego wdrożenie na szeroką skalę. Najpierw jako platformę e-learningową, później, po ewentualnej fazie badań klinicznych, jako pełnowartościowy system raportowania strukturalnego wspomagany algorytmami AI.
– W Laboratorium Stosowanej Sztucznej Inteligencji (LSSI) w OPI PIB już od kilku lat trwają prace nad wykorzystaniem uczenia maszynowego i głębokiego w diagnostyce raka prostaty. Rezultaty badań są bardzo obiecujące, dlatego cieszę się, że udało nam się zdobyć dofinansowanie z programu INFOSTRATEG. Dzięki niemu będziemy mogli zaoferować placówkom medycznym nowoczesne narzędzie, które szybko i co najważniejsze skutecznie, oceni potencjalne zmiany nowotworowe. Oczywiście nie zastąpi ono lekarza, ale znacznie ułatwi jego pracę. Sztuczna inteligencja ma olbrzymi potencjał. Mamy w Polsce świetnych ekspertów IT. Teraz powinniśmy wdrażać ich innowacje w wielu dziedzinach życia – mówi dr inż. Jarosław Protasiewicz, dyrektor Ośrodka Przetwarzania Informacji – Państwowego Instytutu Badawczego (OPI PIB).
Sztuczna inteligencja kontra rak
Rezultatem prac naukowców z OPI PIB będzie nowoczesne narzędzie do opisów wyników badań, co przełoży się na poprawę komunikacji między radiologami i klinicystami, a w rezultacie na lepszą opiekę nad pacjentem. eRADS wspiera również tworzenie wiarygodnych, dobrze opisanych i referencyjnych zbiorów danych, które mogą posłużyć do rozwoju badań naukowych nad metodami diagnozowania i leczenia nowotworów. Rola dobrych, rzetelnych danych jest istotna, to właśnie one stanowią dzisiaj klucz dla rozwoju metod z wykorzystaniem AI, wspierających pracę lekarzy na różnych etapach diagnozy. Ogromną wartością projektu będzie także unikalna w skali kraju, referencyjna baza danych obrazowych mpMRI prostaty, obejmującą bogaty zbiór w pełni przypisanych przypadków, wraz z ich pełną dokumentacją medyczną. Baza ta oraz medyczne podzadania w projekcie zostaną zrealizowane przy współpracy z Dolnośląskim Centrum Onkologii (DCO). Placówka ta pierwsza w Polsce wprowadziła Pilotaż Krajowej Sieci Onkologicznej. DCO zostało za to wyróżnione w międzynarodowym konkursie „Wartość w medycynie. Dragon’s Grant&Endorsement”, który w 2021 r. odbył się w Holandii.
– Rak prostaty stanowi duży i ciągle rosnący problem medyczny i społeczny. W jego skutecznej diagnostyce coraz większą rolę odgrywa diagnostyka obrazowa, a w szczególności multiparametryczny rezonans magnetyczny (mpMRI). Ocena badania mpMRI jest zadaniem złożonym i wieloaspektowym, zaś jakość raportowania zmian i komunikacja radiolog – klinicysta odgrywa fundamentalną rolę dla wdrożenia właściwego leczenia pacjentów. Biorąc pod uwagę niedobory kadrowe radiologów oraz długi czas zdobywania doświadczenia w ocenie badań mpMRI, użycie sztucznej inteligencji ma kluczowe znaczenie. Nasza platforma eRADS, która wykorzystuje uczenie maszynowe, może stać się bardzo cennym wsparciem dla lekarzy – mówi Piotr Sobecki, kierownik Laboratorium Stosowanej Sztucznej Inteligencji w OPI PIB.
W pierwszej fazie realizacji projektu powstanie wstępna wersja systemu, posiadająca podstawowe funkcjonalności (integracja z bazą danych obrazowych, wykonanie raportu strukturalnego), bez integracji z algorytmami analizy obrazów. W drugiej fazie realizacji przewidziana jest integracja z modelami pozwalającymi dokonać analizy obrazów mpMRI. Na koniec tego etapu powstanie generyczna wersja systemu, która będzie w stanie przyjąć i analizować nowe przypadki dostarczane z zewnątrz. W trzeciej fazie system OPI PIB zostanie zoptymalizowany i usprawniany. Dodatkowo, właśnie na tym etapie powstanie nowoczesna platforma e-learningowa do nauki raportowania strukturalnego badań mpMRI prostaty według skali PI-RADS. Zasoby edukacyjne zapewni integracja z referencyjną bazą danych obrazowych.
– Projekt Laboratorium Stosowanej Sztucznej Inteligencji realizowany będzie według innowacyjnej koncepcji integracji standaryzowanego raportu strukturalnego z wytrenowanymi metodami uczenia maszynowego – analizującymi obrazy mpMRI. Rezultaty analizy obrazów zostaną wykorzystane do różnych form wspomagania pracy radiologa. Obejmować będą m.in.: automatyzację wymiarowania prostaty i obliczania objętości, formowanie wizualnych podpowiedzi odnośnie lokalizacji zmian podejrzanych, estymację istotności klinicznej rozpoznanych zmian w skali PI-RADS, a także wyszukiwanie przypadków podobnych – podsumowuje dr inż. Rafał Jóźwiak, kierownik projektu z Laboratorium Stosowanej Sztucznej Inteligencji w OPI PIB.
Ośrodek Przetwarzania Informacji – Państwowy Instytut Badawczy (OPI PIB)
Interdyscyplinarny instytut naukowy i lider w tworzeniu oprogramowania systemów informatycznych dla polskiej nauki i szkolnictwa wyższego. Posiada wiedzę o prawie każdym polskim naukowcu, jego projektach czy aparaturze badawczej. Gromadzi, analizuje i tworzy informacje o sektorze badań i rozwoju, wpływając tym samym na kształt polskiej polityki naukowej. OPI PIB tworzy inteligentne systemy informatyczne dla sektora publicznego oraz wykorzystywane w celach komercyjnych.
Główne obszary badań prowadzonych w instytucie to: algorytmy uczenia maszynowego, algorytmy przetwarzania języka naturalnego, analiza sentymentu, sieci neuronowe, odkrywanie wiedzy z danych tekstowych, interakcja człowiek-komputer (HCI), systemy komputerowego wspomagania decyzji, sztuczna inteligencja.
W działalności badawczej OPI PIB stawia na interdyscyplinarność. Instytut prowadzi badania w siedmiu laboratoriach skupiających specjalistów z wielu dziedzin. Poza ekspertami od technologii informatycznych w zespole OPI PIB pracują ekonomiści, socjologowie, prawnicy, statystycy i psychologowie. Konfrontacja różnych podejść naukowych sprzyja dogłębnej analizie zagadnień badawczych i napędza innowacyjność.
www.opi.org.pl
Zalecenia ekspertów dotyczące postępowania w przypadku raka prostaty
Rola komunikacji w procesie leczenia raka prostaty
