Καρκίνος του Πνεύμονα: Η τεχνητή νοημοσύνη προσδιορίζει τους μη καπνιστές που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο

Καρκίνος του Πνεύμονα: Χρησιμοποιώντας μια εικόνα ρουτίνας ακτινογραφίας θώρακα, ένα εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης (AI) μπορεί να εντοπίσει μη καπνιστές που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο για καρκίνο του πνεύμονα, σύμφωνα με μια μελέτη που θα παρουσιαστεί την επόμενη εβδομάδα στην ετήσια συνάντηση της Ακτινολογικής Εταιρείας  της Βόρειας Αμερικής (Radiological Society of North America) (RSNA). Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι η πιο κοινή αιτία θανάτου από καρκίνο.

Η Αμερικανική Αντικαρκινική Εταιρεία υπολογίζει περίπου 238.340 νέες περιπτώσεις καρκίνου του πνεύμονα στις Ηνωμένες Πολιτείες φέτος και 127.070 θανάτους από καρκίνο του πνεύμονα. Περίπου το 10–20% των καρκίνων του πνεύμονα εμφανίζεται σε άτομα «που δεν καπνίζουν ποτέ»—άτομα που δεν έχουν καπνίσει ποτέ τσιγάρα ή κάπνισαν λιγότερα από 100 τσιγάρα στη ζωή τους. Η Ομάδα Προληπτικών Υπηρεσιών των Ηνωμένων Πολιτειών (USPSTF) συνιστά επί του παρόντος προσυμπτωματικό έλεγχο καρκίνου του πνεύμονα με αξονική τομογραφία χαμηλής δόσης για ενήλικες μεταξύ 50 και 80 ετών που έχουν ιστορικό καπνίσματος τουλάχιστον 20 πακέτα ετών και καπνίζουν ή έχουν κόψει το κάπνισμα στο παρελθόν 15 χρόνια. Η Ομάδα Προληπτικών Υπηρεσιών των Ηνωμένων Πολιτειών USPSTF δεν συνιστά έλεγχο για άτομα που δεν έχουν καπνίσει ποτέ ή που έχουν καπνίσει πολύ λίγο. Ωστόσο, η συχνότητα εμφάνισης καρκίνου του πνεύμονα μεταξύ των μη καπνιστών είναι σε άνοδο και -χωρίς έγκαιρη ανίχνευση μέσω προσυμπτωματικού ελέγχου- όταν ανακαλυφθούν, αυτοί οι καρκίνοι τείνουν να είναι πιο προχωρημένοι από αυτούς που εντοπίζονται στους καπνιστές. «Οι τρέχουσες κατευθυντήριες γραμμές της Medicare και της Ομάδας Προληπτικών Υπηρεσιών των Ηνωμένων Πολιτειών USPSTF συνιστούν αξονική τομογραφία προσυμπτωματικού ελέγχου καρκίνου του πνεύμονα μόνο για άτομα με σημαντικό ιστορικό καπνίσματος», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Anika S. Walia, B.A., φοιτήτρια ιατρικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Βοστώνης και ερευνήτρια στο Κέντρο Έρευνας Καρδιαγγειακής Απεικόνισης Cardiovascular Imaging Research (CIRC) στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης (MGH) και την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ στη Βοστώνη. «Ωστόσο, ο καρκίνος του πνεύμονα είναι ολοένα και πιο συχνός στους μη καπνιστές και συχνά εμφανίζεται σε προχωρημένο στάδιο». Ένας λόγος για τον οποίο οι ομοσπονδιακές κατευθυντήριες γραμμές αποκλείουν τους μη καπνιστές από τις συστάσεις προσυμπτωματικού ελέγχου είναι επειδή είναι δύσκολο να προβλεφθεί ο κίνδυνος καρκίνου του πνεύμονα σε αυτόν τον πληθυσμό.

• Οι υπάρχουσες βαθμολογίες κινδύνου καρκίνου του πνεύμονα απαιτούν πληροφορίες που δεν είναι άμεσα διαθέσιμες για τα περισσότερα άτομα, όπως οικογενειακό ιστορικό καρκίνου του πνεύμονα, έλεγχος πνευμονικής λειτουργίας ή βιοδείκτες ορού. Για τη μελέτη, οι ερευνητές του Κέντρου Έρευνας Καρδιαγγειακής Απεικόνισης CIRC αποφάσισαν να βελτιώσουν την πρόβλεψη κινδύνου καρκίνου του πνεύμονα σε μη καπνιστές, δοκιμάζοντας εάν ένα μοντέλο βαθιάς μάθησης θα μπορούσε να εντοπίσει τους μη καπνιστές σε υψηλό κίνδυνο για καρκίνο του πνεύμονα, με βάση τις ακτινογραφίες θώρακα από τον ηλεκτρονικό ιατρικό φάκελο.
• Η βαθιά εκμάθηση είναι ένας προηγμένος τύπος τεχνητής νοημοσύνης που μπορεί να εκπαιδευτεί στην αναζήτηση εικόνων ακτίνων Χ για την εύρεση μοτίβων που σχετίζονται με ασθένεια. «Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της προσέγγισής μας είναι ότι απαιτεί μόνο μια εικόνα ακτινογραφίας θώρακα, η οποία είναι μία από τις πιο κοινές εξετάσεις στην ιατρική και ευρέως διαθέσιμη στον ηλεκτρονικό ιατρικό φάκελο», είπε ο Walia. Το μοντέλο «CXR-Lung-Risk» αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας 147.497 ακτινογραφίες θώρακα 40.643 ασυμπτωματικών καπνιστών και μη καπνιστών από τη δοκιμή προσυμπτωματικού ελέγχου καρκίνου του προστάτη, του πνεύμονα, του παχέος εντέρου και των ωοθηκών (PLCO) για την πρόβλεψη του κινδύνου θνησιμότητας που σχετίζεται με τους πνεύμονες σε μία μόνο εικόνα ακτινογραφίας θώρακα ως είσοδο. Οι ερευνητές επικύρωσαν εξωτερικά το μοντέλο σε μια ξεχωριστή ομάδα μη καπνιστών που έκαναν τακτικές ακτινογραφίες θώρακος εξωτερικών ασθενών από το 2013 έως το 2014.

Το πρωταρχικό αποτέλεσμα ήταν ένα εξαετές περιστατικό καρκίνου του πνεύμονα, που προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας τους κωδικούς Διεθνούς Ταξινόμησης Νόσων. Οι βαθμολογίες κινδύνου μετατράπηκαν στη συνέχεια σε ομάδες χαμηλού, μέτριου και υψηλού κινδύνου με βάση εξωτερικά προερχόμενα κατώφλια κινδύνου. Από τους 17.407 ασθενείς (μέση ηλικία 63 ετών) που συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη, το 28% θεωρήθηκε υψηλού κινδύνου από το μοντέλο βαθιάς μάθησης και το 2,9% αυτών των ασθενών αργότερα είχαν διάγνωση καρκίνου του πνεύμονα. Η ομάδα υψηλού κινδύνου ξεπέρασε πολύ το όριο κινδύνου 1,3% για έξι χρόνια, όπου η αξονική τομογραφία προσυμπτωματικού ελέγχου για τον καρκίνο του πνεύμονα συνιστάται από τις κατευθυντήριες γραμμές του Εθνικού Περιεκτικού Δικτύου για τον Καρκίνο. Μετά την προσαρμογή για την ηλικία, το φύλο, τη φυλή, την προηγούμενη λοίμωξη του κατώτερου αναπνευστικού και την επικρατούσα χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια, υπήρχε ακόμη 2,1 φορές μεγαλύτερος κίνδυνος ανάπτυξης καρκίνου του πνεύμονα στην ομάδα υψηλού κινδύνου σε σύγκριση με την ομάδα χαμηλού κινδύνου. «Αυτό το εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης ανοίγει την πόρτα για ευκαιριακό προσυμπτωματικό έλεγχο για άτομα που δεν καπνίζουν ποτέ με υψηλό κίνδυνο καρκίνου του πνεύμονα, χρησιμοποιώντας υπάρχουσες ακτινογραφίες θώρακα στον ηλεκτρονικό ιατρικό φάκελο», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Michael T. Lu, M.D., M.P.H., διευθυντής τεχνητής νοημοσύνης. και συνδιευθυντής του ΚέντρουΈρευνας Καρδιαγγειακής Απεικόνισης CIRC στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης MGH. «Δεδομένου ότι τα ποσοστά καπνίσματος τσιγάρων μειώνονται, οι προσεγγίσεις για την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου του πνεύμονα σε όσους δεν καπνίζουν θα είναι όλο και πιο σημαντικές».