Inženjeri sa Univerziteta Vaterlo koriste veštačku inteligenciju kako bi pomogli lekarima da bolje vide i kontrolišu neinvazivni tretman raka i, u tom procesu, spasavaju živote.
Njihov sistem za snimanje će omogućiti sigurniju i efikasniju upotrebu ultrazvuka visokog intenziteta, fokusiranog na uništavanje širokog spektra kanceroznih, često smrtonosnih tumora.
„Mi se bavimo ogromnim izazovom za fokusirani ultrazvučni tretman“, objasnio je vođa projekta Moslem Sadeghi Goughari, naučni saradnik na univerzitetskom odseku za mašinstvo i mehatroniku. „Naš sistem za snimanje može da kaže lekarima koliko je tačno kancerogenog tkiva uništeno. I to je prva ultrazvučna tehnika sa AI razvijenom za fokusirani ultrazvučni tretman.“
Istraživački rad, „Usredsređena ultrazvučna terapija uz pomoć veštačke inteligencije: studija izvodljivosti“, objavljen je u International Journal of Hipothermia.
Fokusirani ultrazvučni tretman koristi visokofrekventne zvučne talase da isporuči snažan snop koji zagreva — i ubija — ćelije raka. U upotrebi od 1970-ih, koristi se za lečenje raka prostate, dojke, jetre i drugih karcinoma bez operacije koja zahteva rezove.
Ali dok se fokusirani ultrazvučni tretman može obaviti kao dnevna hirurgija i omogućava brži oporavak pacijenta bez bolova, on ima ozbiljne nedostatke koji ograničavaju njegovu široku upotrebu. Teško ga je precizno kontrolisati, što znači da tretman može nenamerno oštetiti zdravo tkivo u blizini tumora ili ostaviti deo tumora nelečenim, što omogućava širenje raka.
Za Sadeghija Gougharija i njegova tri inženjera, precizno praćenje ovog terapijskog tretmana dok se dešava je ključ za rešavanje ovih problema. Bez dovoljno efikasnog rešenja, počeli su da razvijaju sopstveni sistem.
Za hardver su usvojili fokusirani ultrazvučni pretvarač (uređaj koji pretvara energiju iz jednog oblika u drugi) za isporuku ultrazvučne energije u ciljano područje. Takođe su koristili ultrazvučnu sondu za snimanje slika na području gde je ultrazvučna energija usmerena. S obzirom na to da je površina koja se vrši ablacijom sićušna — obično u rasponu od milimetara do centimetara — poravnavanje ultrazvučne sonde i sonde bilo je kritično za pravilno praćenje. Istraživači su koristili robotsku ruku da osiguraju poravnanje, omogućavajući im da dobiju tačne slike čak i kada se sonda pomera tokom tretmana.
Za softver su razvili okvir veštačke inteligencije (AI) integrisan sa procedurom snimanja. Tokom tretmana, AI upoređuje ultrazvučne slike snimljene pre i posle aplikacije izuzetno brzom brzinom. Okvir može da obradi 45 kadrova ultrazvučnih slika svake sekunde, dovoljno brzo da se kombinuje sa sistemima za ultrazvučno snimanje za praćenje fokusiranog ultrazvučnog tretmana u realnom vremenu. Može da otkrije šta se dešava u oblasti tretmana za manje od 22 milisekunde.
Zbog ove brzine, sistem može otkriti koliko je tumora uništeno sa stopom tačnosti od 93%. Sadeghi Goughari je rekao da to znači da bi lekar mogao da otkrije „marginu ablirane površine sa tačnošću u rasponu od mikrometara“. Ovo bi moglo pomoći hirurzima da bolje kontrolišu fokusirani ultrazvučni tretman, kako u smislu uništavanja tumora, tako i u smislu izbegavanja oštećenja zdravog tkiva.
Tim će se nadovezati na obećavajuće rezultate istraživanja tako što će proširiti svoj metod i pratiti rast tretiranog područja u realnom vremenu tokom tretmana.
Medicinski specijalisti su dali pozitivne povratne informacije o tehnologiji sa interesovanjem od dr. Jung Suk Sim-a, medicinskog direktora na klinici Vithsim u Južnoj Koreji, da usvoji sistem za kliničku upotrebu.
