Como a IA está sendo usada para detectar câncer que os médicos estão perdendo

Dentro de uma sala escura no Hospital Distrital de Pács-Kiskun, nos arredores de Budapeste, a Dra. Eva Ambroszi, uma radiologista com mais de duas décadas de experiência, olhou para uma tela de computador que mostrava a mamografia de uma paciente.

Dois radiologistas haviam dito anteriormente que as radiografias não mostravam sinais de que a paciente tinha câncer de mama. Mas o Dr. Ambroszi estava olhando atentamente para várias áreas da varredura circuladas em vermelho, que o software de IA rotulou como possivelmente cancerígenas.

“Isso é algo”, disse ela. Logo a mulher recebeu ordem de ser chamada para uma biópsia, que aconteceria na próxima semana.

Avanços na inteligência artificial estão começando a fazer avanços na triagem do câncer de mama, detectando sinais que os médicos não percebem. Até agora, a tecnologia está mostrando uma capacidade notável de detectar câncer pelo menos tão bem quanto os radiologistas humanos, de acordo com descobertas e radiologistas iniciais, no que talvez seja o sinal mais tangível de como a IA pode melhorar a saúde pública.

A Hungria, que possui um robusto programa de triagem de câncer de mama, é uma das maiores regiões para testar a tecnologia em pacientes reais. Em cinco hospitais e clínicas que realizam mais de 35.000 exames por ano, os sistemas de IA lançados a partir de 2021 agora estão ajudando a verificar sinais de câncer que os radiologistas podem ter perdido. Clínicas e hospitais nos Estados Unidos, Grã-Bretanha e União Europeia também começaram a testar ou fornecer dados para ajudar a desenvolver sistemas.

O uso da IA ​​está aumentando à medida que a tecnologia se torna o centro de um boom no Vale do Silício, com o lançamento de chatbots como o ChatGPT, que mostram como a IA tem a capacidade notável de se comunicar em prosa semelhante à humana – com resultados às vezes inquietantes. Construído em um modelo semelhante usado por chatbots e modelado no cérebro humano, a tecnologia de rastreamento de câncer de mama mostra outras maneiras pelas quais a IA permeia a vida cotidiana.

Médicos e desenvolvedores de IA disseram que o uso generalizado da tecnologia de detecção de câncer ainda enfrenta muitos obstáculos. Ensaios clínicos adicionais são necessários antes que os sistemas possam ser amplamente adotados como um segundo ou terceiro leitor para telas de câncer de mama, além do número limitado de configurações que agora usam essa tecnologia. A ferramenta também deve mostrar que pode produzir resultados precisos em mulheres de todas as idades, etnias e tipos físicos. Os radiologistas disseram que a tecnologia deve ser capaz de identificar formas mais complexas de câncer de mama e reduzir os falsos positivos não cancerígenos.

As ferramentas de IA também provocaram debates sobre a substituição de radiologistas humanos, já que os fabricantes de tecnologia enfrentam escrutínio regulatório e resistência de alguns médicos e instituições de saúde. Por enquanto, essas preocupações parecem exageradas, com muitos especialistas dizendo que a tecnologia só será eficaz e confiável para os pacientes se for usada em parceria com médicos treinados.

Em última análise, a IA pode salvar vidas, disse o Dr. Laszlo Tabar, um importante educador em mamografia na Europa, que disse ter adquirido a tecnologia depois de revisar seu desempenho na triagem de câncer de mama por vários fornecedores.

Ele disse: “Eu sonho com o dia em que as mulheres vão a um centro de câncer de mama e perguntam: ‘Você tem inteligência artificial ou não?'” “

Centenas de fotos diariamente

Em 2016, Jeff Hinton, um dos principais pesquisadores de IA do mundo, argumentou que a tecnologia superaria as habilidades dos radiologistas em cinco anos.

“Acho que se você é um radiologista, você é como Wile E. Coyote em um desenho animado”, ele disse ao New Yorker em 2017. “Você já está na beira do penhasco, mas ainda não olhou para baixo. Não há terra abaixo.”

O Sr. Hinton e dois de seus alunos da Universidade de Toronto construíram um sistema de reconhecimento de imagem que pode identificar com precisão objetos comuns, como flores, cachorros e carros. A tecnologia no centro de seu sistema – chamada de rede neural – é modelada de acordo com a forma como o cérebro humano processa informações de várias fontes. É o que é usado para identificar pessoas e animais em fotos postadas em aplicativos como o Google Fotos e permite que Siri e Alexa reconheçam as palavras que as pessoas falam. As redes neurais também lideraram a nova onda de chatbots, como o ChatGPT.

Muitos evangelistas da IA ​​acreditam que essa tecnologia pode ser facilmente aplicada à detecção de doenças, como o câncer de mama em uma mamografia. Em 2020, 2,3 milhões de pessoas foram diagnosticadas com câncer de mama e 685.000 morreram da doença, segundo a Organização Mundial da Saúde.

Mas nem todos achavam que a substituição de radiologistas seria tão fácil quanto o Sr. Hinton esperava. Peter Kiskemthi, um cientista da computação que cofundou a Kheiron Medical Technologies, uma empresa de software que desenvolve ferramentas de IA para ajudar os radiologistas a detectar sinais precoces de câncer, sabia que a realidade seria mais complexa.

O Sr. Kecskemethy cresceu na Hungria e passou algum tempo em um dos maiores hospitais de Budapeste. Sua mãe era uma radiologista, que lhe deu informações de primeira mão sobre as dificuldades de encontrar um pequeno tumor maligno em uma fotografia. Os radiologistas costumam passar horas todos os dias em uma sala escura olhando para centenas de imagens e tomando decisões que mudam a vida dos pacientes.

“É muito fácil perder as pequenas lesões”, disse a Dra. Edith Karpaty, mãe de Kesksmithy, que agora é diretora de produtos médicos da Kheiron. “Não consigo manter o foco.”

Kecskemethy, junto com o cofundador da Kheiron, Tobias Rijken, especialista em aprendizado de máquina, disse que a IA deve ajudar os médicos. Para treinar seus sistemas de IA, eles coletaram mais de cinco milhões de mamografias históricas de pacientes já diagnosticadas, fornecidas por clínicas na Hungria e na Argentina, além de instituições acadêmicas, como a Emory University. A empresa com sede em Londres também está pagando 12 radiologistas para rotular as imagens usando um software especial que ensina a IA a detectar crescimentos cancerígenos por sua forma, densidade, localização e outros fatores.

Dos milhões de casos alimentados no sistema, a tecnologia cria uma representação matemática de mamografias e pessoas com câncer. Com a capacidade de observar cada imagem com mais precisão do que o olho humano, ele compara essa linha de base para encontrar anormalidades em cada mamografia.

No ano passado, depois de testar mais de 275.000 casos de câncer de mama, Kheron mencionado Seu software de IA iguala o desempenho dos radiologistas ao atuar como um segundo leitor para exames de mamografia. Ele também reduz a carga de trabalho dos radiologistas em pelo menos 30% porque reduz o número de raios-X que eles precisam ler. Em outras descobertas de uma clínica húngara no ano passado, a tecnologia aumentou a taxa de detecção de câncer em 13% porque mais malignidades foram identificadas.

Tabar, cujas técnicas de leitura de mamografia são comumente usadas por radiologistas, pilotou o software em 2021, recuperando vários dos casos mais desafiadores de sua carreira, nos quais os radiologistas perderam sinais de câncer. Em cada caso, foi descoberto pela inteligência artificial.

“Fiquei chocantemente surpreso com o quão bom era”, disse o Dr. Tabar. Ele disse que não tinha conexões financeiras com Kheiron quando testou a tecnologia pela primeira vez e, desde então, recebeu honorários de consultoria por feedback para melhorar os sistemas. Ele disse que os sistemas que testou de outras empresas de IA, incluindo Lunit Insight da Coreia do Sul e Vara da Alemanha, também forneceram resultados de detecção encorajadores.

prova na Hungria

A tecnologia de Kheiron foi usada pela primeira vez em pacientes em 2021 em uma pequena clínica em Budapeste chamada MaMMa Clinic. Depois que a mamografia é concluída, dois radiologistas a revisam em busca de sinais de câncer. A IA então se une a médicos ou áreas de sinalização para checar novamente.

Em cinco locais da MaMMa Klinika na Hungria, 22 casos foram documentados desde 2021 nos quais a IA identificou cânceres que os radiologistas não perceberam, com cerca de 40 outros casos em análise.

“É uma grande conquista”, disse o Dr. András Vadászy, diretor do MaMMa Klinika, que foi apresentado a Kheiron através do Dr. Karpati, mãe do Sr. Kecskemethy. “Se esta operação salvar uma ou duas vidas, valerá a pena.”

Khero disse que a tecnologia funciona melhor ao lado dos médicos, e não no lugar deles. Ele será usado pelo NHS Scotland como um leitor adicional para exames de mamografia em seis locais e estará em cerca de 30 locais de rastreamento de câncer de mama administrados pelo NHS England até o final do ano. O Hospital Universitário de Oulu, na Finlândia, também planeja usar a tecnologia, e um ônibus viajará por Omã este ano para realizar exames de câncer de mama usando IA.

“O AI-plus-Doctor deve substituir sozinho o Doctor, mas a AI não deve substituir o Doctor”, disse Kecskemethy.

O Instituto Nacional do Câncer estimado Cerca de 20 por cento dos cânceres de mama são perdidos durante as mamografias de triagem.

A Dra. Constance Lehmann, professora de radiologia na Harvard Medical School e especialista em imagens de mama no Massachusetts General Hospital, pediu aos médicos que mantenham a mente aberta.

Não somos insignificantes, disse ela, mas há tarefas que são melhor executadas com computadores.

No Hospital Distrital de Pács-Kiskun, nos arredores de Budapeste, a Dra. Ambrozai disse que estava inicialmente cética em relação à tecnologia – mas foi rapidamente atraída. Ela tirou um raio-X de uma mulher de 58 anos com um pequeno tumor detectado pela IA que o Dr. Ambrosai teve dificuldade em enxergar.

Ela disse que a IA viu algo que “parecia aparecer do nada”.