Нинке Баккс со своей диссертацией. Автор: Катарина Цикенхейс
Изображение органов отдельных пациентов с раком груди и последующее создание точных планов облучения, по-видимому, происходит быстрее с использованием моделей искусственного интеллекта (ИИ). Таким образом, это остается таким же надежным и точным. Это значительно экономит время на пациента — приятный вывод с учетом современных разработок в области здравоохранения.
Это чистый результат научного исследования, которое Ниенке Бакс проводила в последние годы в больнице Катарины. Она получила докторскую степень в Технологическом университете Эйндховена (TU/e) 19 сентября. Ее исследование заслуживает дальнейшего объяснения. Благодаря недавно разработанным моделям ИИ пациенты с раком груди могут рисовать свои опухоли и окружающие их органы в значительной степени автоматически.
Ручное рисование
Однако до двух лет назад это делалось «старомодным» ручным способом. После того, как анатомия отдельного пациента была визуализирована, можно было составить план облучения — как лучше всего применять облучение, чтобы уничтожить раковые клетки, не повреждая здоровые органы. Это тоже делалось вручную.
«Если выразить это в минутах, это экономит полчаса на пациента», — говорит Баккс
После успешного пилотного проекта он был внедрен на практике в мае 2022 года. С оговоркой, что радиотерапевты и лаборанты проверят все, внесут необходимые коррективы и дадут «добро».
Баккс говорит, что все идет хорошо. «Самая большая экономия времени видна, когда вы автоматически рисуете органы, примерно в 60% случаев. Для рисования опухоли — около 40%. Если выразить это в минутах, это экономит полчаса на пациента».
Планы лучевой терапии
Помимо рисования опухолей и органов, модели ИИ также могут использоваться для создания плана облучения. Здесь также использование искусственного интеллекта оказалось успешным: в 74% случаев модель ИИ смогла создать план облучения, который можно было сразу использовать. С небольшими корректировками этот процент увеличился до 86%.
Выигранное время имеет решающее значение в долгосрочной перспективе, говорит Баккс. «Здравоохранение в Нидерландах находится под давлением из-за старения населения, связанного с этим увеличения числа онкологических больных и нехватки персонала. В Эйндховене мы все еще находимся в хорошем положении благодаря исследованию методов медицинской визуализации и радиотерапии (MBRT) в Фонтисе».
«Тем не менее, во многих больницах вы видите вакансии, которые не заполняются. Поэтому мы должны начать что-то с этим делать, потому что в противном случае рабочая нагрузка станет слишком большой».
Соответствующие инновации
У нее есть чувство релевантности. «Это то, что в основном происходит сейчас с ИИ: нам нужно больше людей для разработки таких моделей, но в долгосрочной перспективе нам нужно меньше медицинских работников. Я рассматриваю этот период и всю работу, которую мы делаем в нем, как инвестиции в устойчивое решение для здравоохранения».
С помощью этого исследования Бакс сделала то, что хотела сделать раньше. «Будучи студенткой, я знала, что изучение медицины не для меня, но мир медицины показался мне очень интересным. Я хотела улучшить его с помощью технологий. Самое замечательное в этом курсе то, что он также привел к внедрению инновационного метода. Это, конечно, не всегда так в научных исследованиях».
Подходящее заключение
Уроженка Эйндховена завершила свое пребывание в больнице Катарина защитой диссертации. «Я очень горжусь этим. Я начала здесь во время магистерской части моего обучения медицинской инженерии, специализируясь на медицинской визуализации. Затем я продолжила в «Катрине» по программе почтмейстера Qualified Medical Engineer (QME)».
«Это последующее исследование, ориентированное на практику, в ходе которого я разрабатывал и оценивал модели ИИ. Тогда я бы никогда не поверил, что это в конечном итоге приведет к научному исследованию и получению степени доктора философии. Мне это всегда казалось слишком теоретическим».
«Самое замечательное, что весь этот период я сотрудничал со своим научным руководителем и клиническим физиком Коэном Хёркмансом, который стал профессором в прошлом году».
Успех моделей ИИ в раке груди привел к расширению на другие типы рака. Например, автоматизированные записи теперь применяются к пациентам с раком пищевода и легких. Хотя эти приложения не были непосредственной частью исследования Баккса, они стали возможными благодаря его результатам.
«На практике мы видим, что это хорошо работает в разных целевых областях. Это экономит время везде», — говорит Баккс, которая также была руководителем проекта в Центре экспертизы ИИ в больнице Катарины в течение последних двух лет.
Ее работу продолжает ее коллега Нильс ван Ахт, который исследует, как эти модели ИИ можно использовать устойчиво. «Важно, чтобы модели продолжали работать, даже если что-то изменится в медицинских рекомендациях или рабочих процессах. Цель состоит в том, чтобы сделать этот процесс максимально эффективным и гарантировать, что модели будут по-прежнему актуальны через несколько лет».
Диссертация называется «Автоматизация планирования лучевой терапии рака молочной железы — использование искусственного интеллекта для автоматизированной сегментации и планирования», а ее руководителями были Коэн Хюркманс и Ханнеке Блюминк.
Предоставлено Технологическим университетом Эйндховена
