пресс-центр

Клиника Мейо использует искусственный интеллект для усовершенствования методов лечения опухоли головного мозга

Причина возникновения опухолей головного мозга лежит в генах

Причина возникновения опухолей головного мозга лежит в генах.

Заболевание начинает развиваться вследствие генетических мутаций, вызывающих бесконтрольный рост клеток. Выявление определенных мутаций может помочь в выборе самых эффективных методов лечения.

Это делается путем исследования образцов ткани, взятых во время операции. Но доктор Брэдли Эриксон (Bradley Erickson), нейрорадиолог из клиники Мейо, использует искусственный интеллект для определения генов, вызывающих опухоли головного мозга, по снимкам МРТ.

Знакомство с радиогеномикой

Его метод может упростить врачам доступ к бесценной генетической информации, способной помочь спрогнозировать, как быстро опухоль будет расти и как она будет реагировать на определенные лекарства и другие виды лечения.

Радиогеномика, по словам Эриксона, «является отражением невероятной мысли, что по снимкам мы можем определить геномные свойства опухоли».

Используя искусственный интеллект для выявления генома опухоли головного мозга по снимкам МРТ, в клинике Мейо могут спрогнозировать рост опухоли и ее реакцию на определенные виды лечения.

Снимки МРТ превосходят по точности геномные тесты

Хотя для удаления опухоли все еще требуется хирургическая операция, метод Эриксона по использованию GPU-ускоренных алгоритмов глубокого обучения может привести к более точной и ранней диагностике и, соответственно, началу лечения. Этот метод также способен отслеживать прогрессирование опухоли и ее реакцию на лечение без хирургического вмешательства.

«Казалось бы, исследование образцов ткани должно быть на 100 процентов точным, но это не так», - рассказал Эриксон. Согласно исследованию, проведенному Центром медицинских исследований имени Джонса Хопкинса, около половины пациентов, прошедших геномное тестирование, получили потенциально недостоверные результаты.

Использование  искусственного интеллекта для определения генома опухоли ГМ
 

Иногда исследование образцов тканей показывает повреждение хромосом там, где его нет. Тестирование на некоторые мутации требует большого объема подходящей ткани, который зачастую невозможно получить во время биопсии. Даже если у врача достаточно ткани, нет гарантий, что мутации проявят себя именно в исследуемом образце.

Использование искусственного интеллекта для определения генома опухоли ГМ

В одной из многочисленных серий экспериментов исследователи обнаружили изменение в гене, связанное с мультиформной глиобластомой (самый распространенный и опасный тип опухоли ГМ), препятствующее репарации ДНК. По словам Эриксона, опухоли, вызванные мутациями в гене MGMT, которые называют метилированием, обычно лучше реагируют на применение и химиотерапии, и облучения, чем только на облучение. Если опухоль не имеет подобной вариации, врач может подобрать лечение с меньшим количество побочных эффектов.

Ученые также определили тип хромосомного нарушения, которое играет важную роль в прогнозировании того, насколько хорошо пациенты с высокодифференцированной опухолью отреагируют на химиотерапию и облучение.

Команда Эриксона натренировала свои нейронные сети на снимках МРТ разных опухолей как с мутацией, так и без мутации генов. В работе они использовали параллельно вычислительную платформу CUDA, ряд графических решений NVIDIA и библиотеку cuDNN. Разработанные ими алгоритмы были развернуты с использованием графических ускорителей Tesla P40 и других GPU.

«Мы всегда мечтали об использовании компьютеров для интерпретации снимков опухолей, но раньше не было необходимых технологий», - сказал Эриксон.

AI Podcast: Искусственный интеллект совершенствует методы лечения опухолей головного мозга