Sztuczna inteligencja zdiagnozuje guz mózgu
Pomocna sieć neuronowa
Sztuczna inteligencja (SI) ma coraz większe znaczenie w walce o ludzkie zdrowie. W numerze 2/2020 „PC Formatu" wspominaliśmy o sztucznej inteligencji, która pomaga walczyć z rakiem piersi, także w newsach regularnie donosimy o kolejnych dokonaniach SI w medycynie. Naukowcom udało się dopracować algorytmy do tego stopnia, że potrafią radzić sobie z wykrywaniem raka piersi, płuc i skóry lepiej niż lekarze.
Kolejnym krokiem jest zaprzęgnięcie sztucznej sieci neuronowej do obszaru medycyny zajmującej się guzami mózgu.
Aby osiągnąć wysoką skuteczność SI w wykrywaniu nowotworów mózgu u człowieka, naukowcy z Intela i Uniwersytetu Pensylwanii będą prowadzić szeroko zakrojone badania. Na czele projektu stanie firma Penn Medicine, która wykorzysta specjalistyczny sprzęt i oprogramowanie dostarczone przez koncern Intel. Przeprowadzi ona 29 międzynarodowych instytucji opieki zdrowotnej i badawczych przez proces tworzenia wyspecjalizowanego modelu SI.
Sieć neuronowa zostanie wyszkolona na potężnym zestawie danych dotyczących nowotworów mózgu; nie będą przy tym ujawniane dane wrażliwe pacjentów.
Bezpieczna nauka
W projekcie zostanie wykorzystana metoda uczenia maszynowego określana jako „federated learning". Dzięki tej technice trenowanie algorytmu odbywa się na wielu zdecentralizowanych urządzeniach lub serwerach. W ten sposób nie są udostępniane przechowywane na nich informacje podlegające ochronie.
W projekcie tym szpitale będą więc mogły współpracować ze sobą bez wymiany danych wrażliwych poszczególnych pacjentów. Algorytmy uczyć się będą wyłącznie na specyficznych detalach medycznych dotyczących schorzenia.
Model „federated learningu", wykorzystującego urządzenia brzegowe i urządzenia przenośne
Do projektu dołączą instytucje ze Stanów Zjednoczonych, Kanady, Wielkiej Brytanii, Holandii, Szwajcarii, Indii i Niemiec. Utworzony zostanie w ten sposób duży zbiór danych o guzach mózgu. Będzie to największa na świecie baza informacji na ten temat.
Ogrom danych
Aby wyszkolenie sztucznej inteligencji do wczesnego wykrywania zmian w mózgu i diagnozowania guzów się powiodło, konieczna jest potężna baza danych na temat różnych stadiów rozwoju choroby. Główny inżynier Intela, Jason Martin, podkreślił w rozmowie z dziennikarzami, że aby w pełni wykorzystać potencjał SI do walki z guzami mózgu, potrzeba jak największej ilości danych treningowych. W przypadku tak szeroko zakrojonego projektu trudno wskazać konkretny termin zakończenia badań z pozytywnymi efektami.
Projekt finansowany jest z dotacji przekazanej przez Narodowy Instytut Zdrowia (NIH). Kwota przeznaczona na badania opiewa na prawie 1,5 mln dolarów. Dotacja przyznana została na 3 lata, można się więc spodziewać, że w tym czasie nie raz świat obiegną informacje o postępach w kwestii nauczania SI wykrywania guza.
Amerykańskie Stowarzyszenie Nowotworów Mózgu prognozuje, że tylko w tym roku guz mózgu zostanie zdiagnozowany u kolejnych 80 tys. osób, w tym ok. 5 tys. dzieci.
fot. Google, Intel, Gerd Altman