Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge opracowali algorytm uczenia maszynowego, który z imponującą dokładnością diagnozuje celiakię na podstawie biopsji. W najnowszych badaniach wykazano, że narzędzie to potrafi prawidłowo ocenić przypadek aż w 97 na 100 sytuacji, co otwiera nowe możliwości dla szybszej i bardziej precyzyjnej diagnostyki tej choroby.
Sztuczna inteligencja wspomaga diagnostykę celiakii
Celiakia to choroba autoimmunologiczna, która rozwija się po spożyciu glutenu, prowadząc do wyniszczającego stanu zdrowia. Pacjenci często cierpią na bóle brzucha, biegunkę, wysypki skórne, utratę wagi, zmęczenie i anemię. W wielu przypadkach diagnoza zajmuje lata, ponieważ objawy są niespecyficzne i mogą naśladować inne schorzenia. Złotym standardem wykrywania celiakii jest biopsja dwunastnicy, która pozwala ocenić uszkodzenia w kosmkach jelitowych – ich spłaszczenie oznacza zaawansowaną postać choroby.
Dotychczasowa analiza próbek tkankowych wymagała udziału doświadczonych patologów, którzy klasyfikują zmiany według skali Marsh-Oberhubera, oceniając stopień uszkodzeń. Nowy algorytm, opracowany przez badaczy z Cambridge, może jednak diametralnie zmienić ten proces, odciążając lekarzy i ograniczając błędy diagnostyczne.
Przełomowa dokładność modelu AI
Zespół naukowców wytrenował swoją sztuczną inteligencję na bazie niemal 3 400 zeskanowanych biopsji z czterech szpitali NHS w Wielkiej Brytanii. Następnie przetestowano model na zestawie niemal 650 nowych obrazów, pochodzących z różnych źródeł. Wyniki były imponujące – algorytm poprawnie zidentyfikował przypadki celiakii w ponad 97% przypadków, wykazując czułość na poziomie ponad 95% i swoistość bliską 98%.
Profesor Elizabeth Soilleux, współautorka badania, zaznacza:
„Celiakia dotyka nawet jedną na sto osób i może prowadzić do poważnych powikłań. Niestety, jej diagnoza często trwa latami. W czasach, gdy systemy ochrony zdrowia są obciążone, zastosowanie narzędzi AI może znacząco przyspieszyć ten proces oraz ograniczyć liczbę błędów.”
Dodatkowo naukowcy porównali wyniki oceny patologów i algorytmu. Okazało się, że eksperci często nie byli zgodni co do diagnozy – w jednym na pięć przypadków dochodziło do rozbieżności. Natomiast podczas testów model AI okazał się równie skuteczny w diagnozowaniu celiakii, jak doświadczeni lekarze.
Nowa era diagnostyki
Sztuczna inteligencja od lat jest wykorzystywana w diagnostyce nowotworów, jednak badacze coraz częściej eksplorują jej potencjał w identyfikacji innych schorzeń. Algorytmy tego typu mogą zaoszczędzić cenny czas patologów, pozwalając im skupić się na bardziej skomplikowanych przypadkach.
Dr Florian Jaeckle, współautor badań, podkreśla:
„To pierwszy raz, gdy AI wykazuje tak wysoką skuteczność w wykrywaniu celiakii, dorównując doświadczeniu patologów. Dzięki testom przeprowadzonym w różnych warunkach mamy pewność, że model będzie działać w różnorodnych placówkach medycznych.”
Obecnie zespół badaczy planuje przeprowadzić kompleksowe testy w większej skali, aby następnie przedstawić algorytm regulatorom medycznym i wprowadzić go do szpitali. W przyszłości rozwiązanie to mogłoby trafić do systemów medycznych na całym świecie, zwłaszcza tam, gdzie dostęp do specjalistów jest ograniczony.
Opinia pacjentów i przyszłość technologii
Prace nad wdrożeniem AI w diagnostyce celiakii prowadzone są we współpracy z organizacjami pacjentów, takimi jak Coeliac UK. Reakcje osób cierpiących na to schorzenie są w większości pozytywne, co wynika z ich własnych doświadczeń związanych z wieloletnimi trudnościami w uzyskaniu diagnozy.
Dr Jaeckle dodaje:
„Pacjenci rozumieją ogromny potencjał tej technologii, szczególnie w kontekście przyspieszenia procesu diagnostycznego. Ważnym aspektem jest także ‘wyjaśnialność’ działania AI – lekarze i pacjenci chcą dokładnie wiedzieć, jak algorytm dochodzi do swoich wniosków. Budowanie zaufania do tej metody to klucz do jej popularyzacji.”
Profesor Soilleux i jej współpracownicy założyli firmę Lyzeum Ltd, której celem jest komercjalizacja opracowanego modelu AI. Badania były finansowane przez organizacje Coeliac UK, Innovate UK, Cambridge Centre for Data-Driven Discovery oraz brytyjski Narodowy Instytut Zdrowia i Opieki.
Przykład z życia: walka pacjentki o diagnozę
Historia Liz Cox, 80-letniej kobiety z Wielkiej Brytanii, pokazuje, jak ważna jest szybka diagnoza celiakii. Przez niemal 30 lat cierpiała na anemię i bóle żołądka, zanim trafiła na właściwego lekarza.
Po długich latach badań jej lekarz rodzinny zlecił testy, które wskazały na zaawansowaną postać celiakii. Biopsja wykonana w szpitalu Addenbrooke’s nie tylko potwierdziła diagnozę, ale także wykryła przedrakowe zmiany. Dzięki wdrożeniu ścisłej diety bezglutenowej udało jej się uniknąć dalszych komplikacji zdrowotnych.
Liz aktywnie działa w organizacji wsparcia dla osób z celiakią, a podczas jednego ze spotkań miała okazję zobaczyć prezentację na temat badań nad sztuczną inteligencją w diagnostyce tej choroby. Podkreśla, jak często pacjenci przechodzą długą drogę do właściwej diagnozy:
„Słyszy się historie ludzi, którzy przez lata borykają się z niespecyficznymi objawami, odwiedzając lekarzy, którzy nie zawsze wykonują właściwe testy. Każde rozwiązanie, które przyspiesza ten proces, jest ogromnym krokiem naprzód.”
Wdrażanie AI do diagnostyki celiakii może więc nie tylko przyspieszyć wykrywanie choroby, ale także zapobiegać jej powikłaniom na wczesnym etapie. Nowe technologie, jeśli zostaną odpowiednio wdrożone, mogą zrewolucjonizować medycynę, czyniąc opiekę zdrowotną bardziej dostępną, precyzyjną i efektywną.
