Інноваційні зміни в ранньому виявленні новоутворень молочної залози
Рак молочної залози залишається великою проблемою для медичної галузі, щорічно ця патологія стає причиною понад 600000 смертельних випадків. Раннє виявлення, особливо під час проведення скринінгу, має ключове значення у розв’язанні цієї проблеми.
На сьогодні золотим стандартом у виявленні раку молочної залози являється щорічна мамографія жінок починаючи з 40 років. Для обстеження використовую спеціальний прилад (мамограф).
Вище зазначені профілактичні обстеження рекомендуються проводити такі авторитетні організації, як Американський коледж радіології та Американське онкологічне товариство.
Доведено, що щорічна мамографія зменшує показники від раку молочної залози й виявляє патологію на ранніх стадіях, що значно полегшує лікування. Всупереч всім перевагам, метод має свої обмеження і недоліки, особливо це стосується пацієнток з тканиною молочної залози високої щільності. В останні роки спостерігається поява інноваційних технологій, що спрямовані на подолання обмежень мамографії. Ці інновації маю перспективне майбутнє у збільшенні точності й своєчасності діагностики раку молочної залози.
Мамографічний скринінг розрахований на виявлення структурних змін в паренхімі молочних залоз, які спричиняє рак. При проведенні процедури відбувається стиснення молочних залоз, що досить складно для багатьох пацієнток, і опромінення незначною дозою радіацією.
Сучасні методи візуалізації, такі як конусно-променева комп'ютерна томографія (КЛКТ), контрастна мамографія, МРТ грудей (метод AB-MRI), ультразвукова томографія, націлені на усунення недоліків класичної мамографії для виявлення раннього та інтервального раку – відсутність компресії та іонізаційного випромінювання, покращена функціональна візуалізація тощо
Швидкий поступ і розвиток програмного забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту (ШІ) у радіології особливо помітно у методиках візуалізації молочних залоз, й швидко впроваджується в практичний клінічний процес. Складні алгоритми навчання і адаптації ШІ доповнюють висновок радіологів при інтерпретації мамограм й інших зображень молочних залоз.
Статистика показує, що такий підхід збільшує точність і зменшує кількість хибнопозитивних результатів. Штучний інтелект виводить скринінг на новий рівень, персоналізовану оцінку ризику раку молочної залози, дозволяючи більш точно ідентифікувати пацієнтів для яких необхідно більш детальні обстеження.
Інноваційні технології візуалізації.
Контрастна мамографія
В основі контрастної мамографії лежить традиційна цифрова повноформатна мамографія з ін’єкцією контрастного агенту зі сполуками йоду. Методика дозволяє виявити області підвищеної васкуляризації, що часто пов’язують з ростом пухлин. Після ін’єкції субтракційне зображення генерується двоенергетичною мамографією, подібно до того, як постконтрастні субстракційні зображення МРТ грудей. Таким чином, використання контрасту поєднує роздільну здатність рентгенівського зображення з функціональним контрастним зображенням, що покращує видимість підозрілих пухлин.
Рівень чутливість контрастної мамографії складає від 91-100 %, що вигідно відрізняється від традиційної мамографії, хоча і не такий високий як при МРТ грудей (97%). Недавні дослідження показали, що контрастну мамографію можна порівняти з МРТ за показниками виявлення пухлин і розповсюдження ракового процесу. Контрастна мамографія показує вищий рівень ефективності в порівнянні зі стандартною мамографією (включаючи цифровий томосинтез молочних залоз), демонструючи додаткову цінність фізіологічної візуалізації.
Негативний бік контрастної мамографії – йодовмісний контрастний препарат, що викликає більший відсоток алергічних реакцій, чим контраст на основі гадолінію для МРТ, а також протипоказані пацієнтам з хронічними захворюваннями нирок.
Однак, контрастна мамографія являється швидким, відносно дешевим обстеженням, що не потребує додаткового оснащення. Це може збільшить доступність поглиблених досліджень для жінок, що потребують додаткового скринінгу або не мають доступу чи мають протипоказання до МРТ грудей. Потрібні подальші дослідження і покращення метода, враховуючи розробку спрощених режимів дослідження грудей на МРТ.
Скорочена магнітно-резонансна томографія грудей (AB-MRI)
На сьогодні МРТ грудей для скринінгу рекомендують проходити пацієнткам з середнім й високим ризиком розвитку раку молочної залози. Включаючи пацієнток з генетичними мутаціями, маркерами підвищеного ризику, (BRCA1, BRCA2, CHEK2 тощо), жінок з сімейним раком молочної залози в анамнезі в постменопаузний період, всі інші категорії з високим рівнем розвитку раку.
МРТ молочних залоз показує високий відсоток діагностики у жінок зі середнім ризиком раку, хоча також збільшується відсоток хибнопозитивних результатів. Однак МРТ грудей менш розповсюджений метод через велику вартість, обмежену доступність і неможливість дотриматись тривалості обстежень.
При використанні технології AB-MRI (скорочена МРТ грудей) потрібно менший час на візуалізацію і виявлення раку молочних залоз. Подібно до контрастної мамографії, пацієнту вводять внутрішньовенно речовину на основі гадолінію для посилення візуалізації. Час обстеження скорочується до 10 хвилин, стандартна томографія займає 20-30 хвилин. Обстеження краще переноситься, менш затратне і дозволяє більшій кількості жінок пройти скринінгове обстеження, чим при стандартному обстеженні.
Скринінгове МРТ дозволяє поєднувати інформацію про локалізацію пухлин грудей з тривимірною анатомією, включаючи оцінку стану пахових лімфатичних вузлів. Порівняно зі звичайним МРТ, не реєструється жодних відхилень по ефективності, чутливості і специфічності. Нещодавні мультицентричні дослідження провели порівняння скринінгового МРТ з цифровим томосинтезом молочних залоз, які показали, що МРТ виявляє більший відсоток раку, чим томосинтез у жінок з щільною тканиною грудей, з раком у анамнезі, хоча, можливо, ці обстеження рекомендували пройти як додаткові. Скринінговий МРТ показує хороші результати в оцінці стану пацієнток з виявленим раком молочної залози.
В майбутньому використання специфічних МРТ технологій (ультрашвидка візуалізація тощо) може підвищити рівень специфічності і зменшити показники хибнопозитивних результатів.
Конусно-променева комп'ютерна томографія молочної залози (КПКТ)
Конусно-променева комп'ютерна томографія є спробою позбутися недоліків, як традиційної мамографії, так і МРТ грудей. Мамографія і МРТ потребує компресії грудей, що важко переноситься деякими пацієнтами. МРТ грудей необхідно проводити в прональній позиції (лежачи на животі) з руками над головою. Але така позиція важка для пацієнток з захворюваннями суглобів. При проведенні конусної томографії грудей пацієнт може лежати на животі без додаткового стиснення і позиціювання. КПКТ дозволяє отримувати тримірні зображення вищої контрастності ніж при МРТ, включаючи кальцифікати. Тривимірна візуалізація дозволяє підвищити роздільну здатність щільних тканин, порівняно з цифровим томосинтезом, з меншим перекриттям.
Клінічні дослідження конусо-променевої томографії грудей з контрастом показали, що ця методика має кращу чутливість порівняно з мамографією й наближається по рівню до МРТ грудей. Недоліки – такі самі, як і при контрастній мамографії, препарати з вмістом йоду. Крім того, КПКТ потребує встановлення спеціалізованого обладнання, яке не можливо перепрофілювати під інші дослідження. Необхідні подальші дослідження ефективності і доцільності використання конусо-променевої томографії грудей в порівнянні з іншими методами скринінгу.
Ультразвукова томографія.
Ультразвукове обстеження являється найбільш поширенішим додатковим методом скринінгу через його доступність, відносну низьку вартість та простоту. Однак ультразвукове сканування має відносно низькі показники виявлення раку і сильно залежить від кваліфікації лікаря-радіолога. Ультразвукова томографія покращує стандартні ультразвукові обстеження грудей, реєструючи тривимірні зображення тканин грудей для кращого виявлення й надання характеристики пухлин грудей. Подібно для КТ і МРТ пацієнт лежить на животі з мінімальною компресією тканин грудей.
Ультразвукова томографія не потребує іонізаційного опромінення. Також обстеження не потребує введення контрастних речовин, як при інших методах. Однак це означає, що ультразвук може оцінити лише структуру тканини без будь-яких фізіологічних процесів. Однак ультразвук має потенціал для додаткового скринінгу при раку молочної залози, оцінки щільності тканини, моніторинг стану пухлини після неоад’юдвантної терапії.
Персоналізована оцінка ризиків.
В оновлених рекомендаціях Американського Радіологічного коледжу щодо скринінгу пацієнтів з підвищеним ризиком раком молочної залози пропонується всім жінкам до 25 років пройти оцінку щодо ризику розвитку раку грудей, щоб проводити скринінг у молодшому віці й більш інтенсивніше.
Особливо це стосується жінок афроамериканського і єврейського походження, у яких часто діагностують агресивніші форми раку грудей й у молодшому віці. Сучасні моделі оцінки ризику базуються на особистому і сімейному анамнезі та етнічному походженні. Вони поділяють всіх жінок на три страти – низький, середній і високий ризик розвитку раку протягом усього життя. Ці моделі статичні й не враховують часові зміни факторів ризику.
Індивідуальні скринінгові програми по раку грудей швидко стають реальністю, ведуться численні дослідження по зміні інтервалів профілактичних оглядів на основі кращої диференціації пацієнтів завдяки додатковій інформації, включаючи генетичну.
Нещодавні дослідження показують, що включення даних мамографія чи МРТ може визначити коротко- і середньо строковий ризик раку грудей. Що ще більш важливо, програмі моделі з використанням ШІ не вимагають більше інформації про особистий чи сімейних анамнез, а більше грунтуються етнічному походженні і поглибленому аналізі даних останньої мамографії й не потребує додаткових візитів пацієнта. В недалекому майбутньому цю модель можна буде об’єднати з біопсією, що дозволить більш точно визначити ступінь ризику.
Штучний інтелект – фронтир у візуалізації грудних залоз
Візуалізація молочних залоз залишається на передньому краї у впровадженні програм штучного інтелекту в радіології з 22 офіційно схваленими алгоритмами в США. Радіологи використовують програмне забезпечення для інтерпретації мамограм. Однак, не доведено що ці програми збільшують рівень виявлення раку. При створенні нового програмного забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту використали великі масиви даних – більше чим мільйон мамограм.
Системи штучного інтелекту довели, що можуть виявляти рак молочної залози з швидкістю й показниками досвідчених лікарів-радіологів. При чому найкраща продуктивність досягалась в комбінації «радіолог – штучний інтелект». Зараз таку комбінацію використовують у клінічній практиці.
Останні великі проспективні дослідження піддержують, що ШІ в мамографії й цифровому томосинтезу співмірний, а по деяких показниках переважають людину. Однак ці дослідження проводилися в країнах, де практикується читання мамограм двома радіологами. Для інших країн, включаючи США, необхідні більш масштабні дослідження.
Системи комп’ютерної діагностики з алгоритмами ШІ при ультразвуковому обстеженні і МРТ грудей продемонстрували високу ефективність в диференціальній діагностиці доброякісних і злоякісних пухлин з такою ж точністю, як і при ренгенографії.
Подібно до мамографії і комп’ютерної томографії найкращі показники показують комбінації ШІ з висновками експертів, при чому найбільша ефективність спостерігається при менш досвідчених радіологів. Дослідження показуються, що ШІ не лише зменшують кількість хибнопозитивних результатів і біопсій, але виявляє більш агресивні форми раку при неоад’ювантній терапії, а також ризик метастазів при всіх формах раку молочної залози.
Моделі з використанням ШІ мають великі перспективи у розподіленні пацієнтів по обстеженнях за встановленим пріоритетам, оцінці щільності тканин молочної залози, покращення якості візуалізації. Велика мовна модель (LLM) використовується для допомоги в написанні й вичитуванні звітів радіологів.
Майбутні напрямки використання ШІ при візуалізації молочних залоз включають в себе розвиток мультимодальних моделей, котрі можуть включати електронні медичні записи, включаючи лабораторні аналізи, анамнез пацієнта, також дані медичної візуалізації, що покращить не лише діагностику, але й звітність.
Хоча використання програмного забезпечення з алгоритмами ШІ в радіології і медицині має великий потенціал, існують проблеми конфіденційності пацієнта, упередженість, можливі недоліки в інтерпретації тощо. Однак, швидке впровадження у клінічну практику програм зі ШІ у візуалізацію молочних залоз може підвищити точність діагностики й покращити догляд за пацієнтами.
Нова ера точності
Було досягнуто значних успіхів в боротьбі з раком молочної залози завдяки інноваційним технологіям і штучному інтелекту. Досягнення були не лише в ранній діагностиці, але й у персоналізованій оцінці ризику, що має вирішальне значення в зменшенні смертності від раку грудей. Крім того, інтеграція програм зі ШІ в клінічний процес може підвищити точність і своєчасність виявлення, відкривають нову еру точності у візуалізації молочних залоз.
Наперекір ряду проблем, особливо в зростаючому застосуванні ШІ, майбутнє візуалізації в мамології досить перспективне. Завдяки новим технологіям в скринінгу, діагностиці і оцінці раку молочних залоз, радіологи можуть далі зменшувати рівень смертності пов’язаний з раком молочної залози і покращувати рівень догляду за пацієнтами.
Підписуйтесь на наш Telegram канал Enigma