يمكن لنموذج الذكاء الاصطناعي المسمى REDMOD تحديد التغيرات الدقيقة للغاية في أنسجة البنكرياس التي قد تشير إلى السرطان قبل وقت طويل من ظهور المرض للأطباء أو تكنولوجيا التصوير التقليدية. وفقا لبحث منشور على الانترنت في المجلة القناة الهضميةيمكن للنظام اكتشاف العلامات المبكرة لسرطان البنكرياس الغدي القنوي، وهو النوع الأكثر شيوعًا من سرطان البنكرياس.
ويعتقد الباحثون أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تساعد في إحداث تحول في الكشف عن سرطان البنكرياس عن طريق تحديد المرض في مرحلة مبكرة للغاية (المرحلة 0)، عندما يكون العلاج أكثر احتمالا للنجاح. فبدلاً من تلقي التشخيص بعد تقدم السرطان إلى مرحلة متقدمة وربما نهائية، قد تتاح للمرضى فرصة لبدء العلاج بينما لا يزال المرض قابلاً للعلاج.
على الرغم من تفوق REDMOD على أطباء الأشعة ذوي الخبرة في الدراسة، إلا أنه من الضروري إجراء المزيد من الأبحاث قبل أن يتم إدخاله في الرعاية الطبية الروتينية. على وجه الخصوص، يؤكد العلماء على الحاجة إلى اختبار النظام على المرضى المعرضين لخطر كبير، بما في ذلك أولئك الذين يعانون من فقدان الوزن غير المبرر أو مرض السكري الذي تم تشخيصه مؤخرًا.
لماذا يصعب اكتشاف سرطان البنكرياس مبكرًا؟
يتميز السرطان الغدي القنوي البنكرياسي بمعدل بقاء منخفض، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أنه غالبًا ما يتم اكتشافه فقط بعد تقدم المرض. عادةً ما ينتج عن سرطان البنكرياس المبكر أعراض قليلة ملحوظة، ويمكن أن تكون التغييرات التي يسببها في أنسجة البنكرياس دقيقة للغاية بحيث لا يمكن اكتشافها من خلال التصوير الطبي القياسي. يمكن أيضًا أن يتطور السرطان بسرعة، مما يجعل التشخيص في الوقت المناسب ذا أهمية خاصة.
ولمواجهة هذه التحديات، أنشأ الباحثون إطارًا للذكاء الاصطناعي يُعرف باسم نموذج الكشف المبكر القائم على الإشعاع (REDMOD). يقوم النظام بتحليل الأنماط الدقيقة للغاية في نسيج أنسجة البنكرياس، المعروفة باسم الإشعاعات الإشعاعية (radiomics)، التي لا يمكن رؤيتها بسهولة في عمليات التصوير المقطعي المحوسب التقليدية (CT).
يقوم REDMOD أيضًا بتحديد البنكرياس وتحديده تلقائيًا، وفصله عن الأعضاء والأنسجة المجاورة. تلغي هذه العملية الحاجة إلى قيام المتخصصين بتتبع حدود العضو يدويًا، مما يقلل من التناقضات التي يمكن أن تنشأ عندما يقوم أشخاص مختلفون بأداء المهمة.
الذكاء الاصطناعي يجد إشارات السرطان المخفية قبل سنوات من التشخيص
ولتقييم النظام، قام الباحثون بفحص الأشعة المقطعية للبطن من 219 مريضا عولجوا في مستشفيات متعددة. في وقت إجراء الفحوصات، لم يجد أخصائيو الأشعة ذوو الخبرة أي دليل على الإصابة بسرطان البنكرياس. ومع ذلك، تم تشخيص إصابة كل مريض في هذه المجموعة بالمرض لاحقًا.
تم إجراء عمليات الفحص على فترات مختلفة قبل التشخيص. بالنسبة لـ 87 مريضًا (40%)، تم الحصول على الصور قبل 3 إلى 12 شهرًا. تم فحص 76 مريضًا آخر (35٪) قبل 12 إلى 24 شهرًا من التشخيص، بينما خضع 56 (25٪) للتصوير قبل أكثر من 24 شهرًا (حتى 3 سنوات تقريبًا). في ما يقرب من ثلثي (64٪) من المرضى، تطور السرطان في رأس البنكرياس.
وقارن الباحثون هذه الصور مع الأشعة المقطعية لـ 1243 شخصًا ظلوا خاليين من سرطان البنكرياس لمدة تصل إلى ثلاث سنوات بعد ذلك. تمت مطابقة مجموعة المقارنة حسب العمر والجنس وتواريخ الفحص.
كان متوسط عمر المرضى الذين أصيبوا بسرطان البنكرياس في نهاية المطاف 69 عامًا، وتتراوح أعمارهم بين 34 إلى 88 عامًا. وكان عمر المشاركين في مجموعة المقارنة 64 عامًا في المتوسط، مع نفس الفئة العمرية من 34 إلى 88 عامًا.
نجحت REDMOD في تحديد بصمات التصوير الدقيقة المرتبطة بسرطان البنكرياس بمتوسط 475 يومًا قبل أن يتلقى المرضى تشخيصاتهم السريرية. لم يتم اكتشاف علامات الإنذار المبكر هذه من قبل خلال التقييمات الإشعاعية الروتينية.
وسلط الباحثون الضوء على أن “هذه النافذة الزمنية تحمل أهمية عميقة، حيث أن تحقيق مثل هذا الكشف المبكر من شأنه أن يزيد بشكل كبير من احتمالية العلاج وتحسين البقاء على قيد الحياة”.
ويضيفون: “في الواقع، تشير دراسات النمذجة إلى أن زيادة نسبة (سرطان الأقنية البنكرياسية) الموضعي من 10% إلى 50% من شأنه أن يزيد من معدلات البقاء على قيد الحياة بأكثر من الضعف، مما يؤكد أن توقيت التشخيص هو العامل الأكثر أهمية في تحديد نتائج البقاء على قيد الحياة”.
الذكاء الاصطناعي يتفوق على أطباء الأشعة ذوي الخبرة
وأظهرت النتائج أيضًا أن REDMOD كان أفضل بكثير من أطباء الأشعة ذوي الخبرة في التعرف على إشارات السرطان المبكرة.
وحقق الذكاء الاصطناعي حساسية بنسبة 73%، مقارنة بـ 39% لأخصائيي الأشعة. تقيس الحساسية مدى فعالية طريقة التشخيص في تحديد الأشخاص المصابين بالفعل بالمرض، بدلاً من إغفال الحالات الحقيقية.
وكان الفرق أكثر وضوحا عندما فحص الباحثون عمليات المسح التي أجريت قبل أكثر من عامين من تشخيص المرضى. في هذه الحالات، حقق REDMOD معدل اكتشاف قدره 68%، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف معدل 23% الذي سجله أخصائيو الأشعة.
وقام الباحثون أيضًا بتقييم مدى قدرة النظام على التعرف على فحوصات الأشخاص الذين لا يعانون من سرطان البنكرياس. في مجموعة مستقلة مكونة من 539 مريضًا من عدة مستشفيات، صنف REDMOD بشكل صحيح ما يزيد قليلاً عن 81% من عمليات الفحص على أنها خالية من السرطان. وكان أداؤها أفضل حتى في مجموعة بيانات المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة NIH-PCT المتاحة للجمهور (80 مريضًا)، حيث حددت بشكل صحيح أن 87.5% منهم خالون من سرطان البنكرياس.
أشارت الاختبارات الإضافية إلى أن علامات الإنذار المبكر التي اكتشفها REDMOD كانت متسقة مع مرور الوقت. عندما قام الباحثون بتحليل عمليات المسح المأخوذة من نفس المرضى بعد عدة أشهر، أنتج النظام نتائج مطابقة في 90 إلى 92٪ من الحالات. وقد عزز هذا الاتساق الدليل على أن الذكاء الاصطناعي كان يحدد التغيرات المهمة المرتبطة بالمرض.
هل يمكن للذكاء الاصطناعي أن يُحدث تغييراً في الكشف المبكر عن سرطان البنكرياس؟
وعلى الرغم من النتائج الواعدة، يحذر الباحثون من أن العديد من الأسئلة لا تزال دون إجابة. أحد القيود هو أن مجتمع الدراسة لم يشمل مجموعة متنوعة بما فيه الكفاية من الخلفيات العرقية، الأمر الذي يمكن أن يؤثر على مدى جودة أداء التكنولوجيا عبر مجموعات سكانية مختلفة.
ويجب أن يخضع النظام أيضًا لاختبارات مستقبلية، خاصة بين الأشخاص المعرضين لخطر متزايد للإصابة بسرطان البنكرياس، قبل أن يتمكن الباحثون من تحديد ما إذا كان فعالاً في الممارسة السريرية اليومية.
وحتى مع وجود هذه القيود، تشير النتائج إلى أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد الأطباء في النهاية على تحديد سرطان البنكرياس بينما لا يزال في مرحلة أكثر قابلية للعلاج، مما قد يؤدي إلى تحسين فرص البقاء على قيد الحياة للمرضى الذين قد يتلقون تشخيصًا متأخرًا.
وخلص الباحثون إلى أن: “هذه الدراسة تثبت صحة REDMOD كإطار عمل مؤتمت بالكامل للذكاء الاصطناعي قادر على تحديد بصمات التصوير للمرحلة 0 (السرطان الغدي القنوي البنكرياسي) في البنكرياس الطبيعي، وتحقيق ذلك بفترات زمنية طويلة وأداء يفوق خبراء الأشعة”.
ويضيفون: “في حين أن التحقق المحتمل أمر بالغ الأهمية لتأكيد الفائدة السريرية، فإن إطار REDMOD يمثل تقدمًا كبيرًا نحو تحويل نموذج السرطان الغدي القنوي البنكرياسي المتقطع من تشخيص الأعراض في مرحلة متأخرة إلى الاعتراض الاستباقي قبل السريري، مما يوفر أملًا ملموسًا لتحسين النتائج في هذا المرض الصعب.”
