¿En qué medida se puede utilizar el aprendizaje automático y la IA en la detección y el tratamiento del cáncer?

Cuando la mayoría de la gente piensa en el futuro de la tecnología en medicina, imagina robots que realizan cirugías, escáneres inteligentes o, al menos, diagnósticos mucho más seguros. Pero no hemos visto este tipo de innovación en la mayoría de los campos . Un claro ejemplo de esto es en el campo de la patología.

El aumento en el número de solicitudes de detección de cáncer no se cumplirá simplemente contratando más patólogos. Necesitamos algo mejor

De lo que la mayoría de la gente no se da cuenta es que incluso en este mundo de autos sin conductor y planes para viajar a Marte, los patólogos aún corren portaobjetos de vidrio con muestras de tejido o líquido por mensajería de laboratorio en laboratorio para consulta, y dependen en gran medida de la visualización manual de diapositivas a través de una lente de microscopio óptico. Esto deja dos grandes oportunidades de mejora: reducción de errores humanos cometidos durante la visualización manual de diapositivas y encontrar la flexibilidad para hacer más, más rápido.

La identificación y clasificación del cáncer de mama, como ejemplo, requiere un análisis muy cuidadoso de muestras de tejido para identificar y cuantificar biomarcadores específicos. Hacer esto manualmente requiere un escaneo lento y metódico sobre las muestras para encontrar y cuantificar estos indicadores. Esto deja mucho margen de error debido a muchos factores humanos, como la fatiga y la experiencia; y con el campo de la evolución constante de la investigación del cáncer, puede volverse cada vez más difícil a medida que evolucionan los métodos de identificación.

Para combatir esto usando la nube y la IA, los patólogos pueden tomar imágenes cosidas en gigapíxeles (mil millones o más de píxeles) de una muestra de tejido con tamaños de archivo que alcanzan un tamaño mayor que el de una película digital de 4k en Blu-ray y cargarlos en la plataforma WebMicroscope Cloud. donde nuestra tecnología utiliza la Inteligencia Artificial (Deep Learning y Computer Vision para ser más específicos) para procesar las imágenes masivas para detectar y cuantificar esos biomarcadores de cáncer. Para poner esto en perspectiva, esto es como tomar una imagen satelital del continente europeo e identificar y contar cada automóvil rosado. Estas imágenes gigantescas de muestras de tejidos y células requieren una capacidad de almacenamiento y procesamiento fácilmente escalable. En el futuro, utilizaremos las instancias de GPU NVIDIA P100 Tesla en Microsoft Azure para esta, la opción de GPU AI más rápida en la nube.

Usando los algoritmos de inteligencia artificial entrenados para la aplicación específica, podemos ayudar a los patólogos e investigadores a mejorar su flujo de trabajo de toma de decisiones. Por ejemplo, puede entrenar una red neuronal para identificar cualquier característica visible en muestras de tejido al alimentarla con miles y miles de muestras de tejido cuidadosamente etiquetadas, haciéndola increíblemente precisa y reproducible. El algoritmo de análisis de imagen es incansable, funciona siempre de la misma manera.

Ahora, un patólogo puede procesar una diapositiva tomando una imagen de alta resolución de gigapíxeles y pasándola a través de nuestra aplicación web, y en solo unos minutos tiene una imagen resultante que contiene un mapa de calor claro o punteros directos que resaltan lo que estaban buscando originalmente. Piense en poder ver esa imagen satelital de Europa con flechas claras que apuntan a todos esos autos rosados, junto con la capacidad de acercarse para ver cada auto individualmente y poder tener un conteo claro de todos ellos.

A través de la visualización manual, esto es casi imposible en esa escala; pero usando nuestros algoritmos de aprendizaje profundo, podemos realizar esta tarea extremadamente rápido.

Estar en la nube también permite beneficios adicionales en términos de educación, escalabilidad y colaboración.

En muchas universidades de medicina, las clases de patología aún dependen de los microscopios convencionales y los estudiantes están agrupados en pequeños equipos alrededor de microscopios que se turnan para ver muestras de tejido. Con nuestra WebMicroscope Cloud Platform, los estudiantes ya están viendo independientemente las imágenes digitales de alta resolución en sus tabletas personales, en cualquier lugar y en cualquier momento.

En términos de escalabilidad, con el creciente volumen de muestras de tejido y la escasez de mano de obra del patólogo, existe una necesidad inmediata de poder escalar la evaluación de la muestra. Esta tecnología nos permite permitir a los patólogos e investigadores hacer su trabajo más rápido y con mayor precisión que nunca.

Como todo esto está en la nube, obtener una segunda opinión se vuelve extremadamente fácil. Solo compartir el archivo de imagen dentro de la plataforma con otros usuarios requiere unos pocos clics. Mejorado drásticamente en comparación con el envío de la muestra de portaobjetos de vidrio físico a diferentes laboratorios.

Como señaló Cy Stein, creo que la limitación en el número de medicamentos es totalmente una preocupación real, pero creo que también está la cuestión de cuán eficientemente decidimos qué medicamentos administrar a qué pacientes. La secuenciación genómica se está volviendo más común en el tratamiento y hay una gran cantidad de información sobre cómo las variantes particulares afectan los resultados del tratamiento del cáncer. Un problema es que esta información está almacenada en fuentes disjuntas, sin un estándar claro sobre cómo interpretar esta información, lo cual es molesto para los clínicos humanos, pero realmente limita la forma en que esta información se puede utilizar en el aprendizaje automático y la Ai sin una capacidad increíblemente sólida. procesamiento del lenguaje natural (p. ej., analizar a través de resúmenes en Pubmed).

Usted debe pagar: Interpretaciones clínicas de variantes en cáncer

El objetivo de CIViC es mejorar la disponibilidad e interpretabilidad de la evidencia publicada sobre cómo las variantes del cáncer afectan el tratamiento. Puede leer más sobre cómo CIViC tiene la intención de alcanzar esos objetivos aquí: CIViC: una base de conocimiento para expertos en crowdsourcing para la interpretación clínica de variantes en cáncer.

Con tanta cantidad de literatura, una vez que se organice y sea más fácil de interpretar por las máquinas, creo que ML / AI será una herramienta increíblemente importante para 2025 para los médicos, aunque creo que pasará un tiempo antes de que los médicos sean reemplazados por completo, Si eso pasa alguna vez.

Cada año, más y más medicamentos, desarrollos científicos, tratamientos y tecnología ingresan al área de la salud. No es razonable esperar que un proveedor de atención médica pueda examinar toda esa información por su cuenta. Después de todo, solo somos humanos. Las supercomputadoras y la inteligencia artificial pueden ayudar a hacer realidad la búsqueda rápida de la información correcta

Eche un vistazo a cómo la IA ayuda en la detección del cáncer de seno: https://blog.accubits.com/breast-cancer-detection-using-ai

Con datos más grandes, podemos sintetizar con mayor precisión y obtener información sobre los datos a mayor velocidad, menos costo y obtener información más útil (especialmente útil en genética, epidemiología, epigenética, datos de salud de la población y muchos más).

El mundo no está interconectado a través de Internet y la transmisión de estos datos será importante y salvará vidas.

Hoy, el sistema habilitado para IA puede ser entrenado para diagnosticar gran cantidad de síntomas de cáncer.

vea cómo la detección del cáncer de seno mediante el aprendizaje automático, la detección del cáncer de seno mediante el aprendizaje automático – Accubits Blog

El problema en mi opinión es reunir suficientes datos para entrenar el modelo.

Si se pueden superar las barreras académicas y de Hippa y reunir suficientes datos, tenemos una oportunidad razonable de hacerlo.

No soy optimista, las cosas serán muy diferentes de lo que son hoy. Nuestros tratamientos están limitados por la cantidad de medicamentos que tenemos disponibles. El análisis genómico a veces puede conducir a nuevas opciones de tratamiento (aquí estoy hablando de secuenciar genomas o transcriptomos humanos completos), pero esto no es común. Ciertamente habrá mejoras en los próximos ocho años, pero ¿habrá grandes avances? Quizás.

Habrá contribuciones modestas, por ejemplo, en el diagnóstico y tal vez la IA nos dará ideas para nuevos tratamientos. Entonces, la IA podría sugerir ciertas formas de tratamiento en casos individuales, por ejemplo, según el genoma del paciente, el tipo de cáncer y una gran cantidad de datos de prueba. De ello se deduce que la IA será menos efectiva para formas raras de cáncer.

No esperes demasiado hasta que casi hayamos alcanzado AGI.

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