Искусственный интеллект предсказывает долгосрочный риск смерти по одному рентгеновскому снимку грудной клетки
Рентгенограммы, которые используются для диагностики патологий с XIX века, вскоре могут быть применены с помощью машинного обучения для выявления долгосрочного риска смертности.
Используя данные двух крупных рандомизированных исследований, учёные Исследовательского центра сердечно-сосудистой визуализации Массачусетской больницы Гарвардской медицинской школы (США) разработали сверточную нейронную сеть, названную CXR-risk (от Chest X-Ray, рентгенограмма грудной клетки), которая стратифицирует пациентов по рискам смертности от всех причин.
Они обучили систему искусственного интеллекта (ИИ) с помощью 85000 рентгеновских снимков и данных диагностики более чем 40000 человек. Извлекая информацию из рентгенограмм грудной клетки, система обнаружила дифференцированную связь между показателем риска и смертностью. По единственному рентгеновскому снимку грудной клетки ИИ способен определить риск смерти пациента в течение ближайших 12 лет с точностью 53%.
«Мы делаем рентген грудной клетки для постановки такого диагноза, как, например, пневмония, - сказал ведущий автор разработки доктор Майкл Лу, - но наше исследование показывает, что на изображениях также имеется бесплатная прогностическая информация о здоровье и долголетии, и что ИИ может извлечь эту информацию, чтобы предсказать, будет ли жив пациент 12 лет спустя».
Оценки рисков, рассчитанные ИИ, могут стимулировать пациентов с высоким риском снизить вероятность смерти с помощью профилактики, регулярного обследования и изменения образа жизни.
Исследователи разделили людей на группы по шкале CXR-risk. Для людей с очень высоким показателем риска CXR уровень смертности от рака предстательной железы, легких, колоректального рака и яичников (PLCO) составил 53,0% (250 смертей на 472 человека) через 12,2 года наблюдения , и от рака лёгких - 33,9% (61 из 180) за 6,3 года.
По сравнению с лицами, которые имели очень низкий показатель CXR-risk, вероятность смерти от рака предстательной железы, легких, колоректального рака и рака яичников была выше в 18,3 раза, и от рака лёгких - в 15,2 раза.
По шкале CXR-risk, смертность от рака предстательной железы, легких, колоректального рака и рака яичников составила 3,8% (97 смертей среди 2543 участников) в группе с очень низким риском, 7,8% (216 из 2769) в группе низкого риска, 12,7% (339 из 2674) в умеренной группа риска, и 24,9% (500 из 2006) в группе высокого риска.
Показатели смертности от рака лёгких по шкале CXR-risk составили: 2,7% в группе с очень низким риском (20 из 752), 3,8% в группе с низким риском (64 из 1679), 6,7% в группе с умеренным риском (115 из 1723), и 9,8% в группе высокого риска (114 из 1159).
Что касается применения в повседневной практике, вполне возможно, что обычные диагностические рентгеновские снимки могут быть довольно легко загружены на специализированные веб-сайты для анализа риска с помощью ИИ.
Разработчики планируют провести клинические испытания, чтобы доказать, что эта информация помогает принимать решения и улучшает здоровье. Кроме того, пока не ясно, сколько пациентов хотели бы знать свой 12-летний риск смерти.