„Doktor“, který se nikdy neunaví. V plzeňské laboratoři hledá nádory

S rakovinou prostaty se letos v Česku léčí okolo 50 tisíc pacientů. Jeden z nejčastějších karcinomů mužů je postihuje hlavně od 45 let až po seniorní věk. A počet záchytů navíc globálně roste. Jen podle České urologické společnosti se v tuzemsku za posledních 20 let skoro ztrojnásobil. Od letoška ale v boji proti rakovině prostaty pomáhá jedna technologická novinka.

Informace a záběry si můžete poslechnout i prohlédnout v úvodní videoreportáži.

Bioptická laboratoř v Plzni, která je s počtem vyšetření tou největší cytologickou a bioptickou laboratoří v Evropě, ale i jednou z největších na světě, začala k analýze odebraných vzorků používat umělou inteligenci (AI). Každý rok toto pracoviště zpracuje 800 tisíc cytologií a 150 tisíc biopsií.

V klinické praxi jde o první zapojení AI v Česku a na Slovensku. Lékař určí, zda je nádor benigní, či maligní, tedy nezhoubný, či zhoubný. A pokud je zhoubný, hodnotí čili „graduje“ podle závažnosti na škále od jedné do pěti.

„Máme samozřejmě dlouhodobě zavedené postupy, ale ty nádory nevypadají jako v knížkách, tudíž je naprosto běžné, že názor dvou patologů se rozchází v tom, jak ošklivý ten nádor je, a někdy se může stát i to, že názor jednoho patologa se rozejde ráno a večer podle únavy očí a tak dál,“ říká v úvodní videoreportáži lékař Robert Slunéčko z Bioptické laboratoře v Plzni.

„A v tu chvíli nám právě konečně pomáhá umělá inteligence, která označí suspektní či jasně maligní ložiska v preparátu a ve chvíli, kdy odsouhlasíme, že to je nádor, tak i nabídne standardizovaný grading –⁠⁠⁠⁠⁠⁠ to znamená, že se na to podívá očima, které jsou pořád stejné. Její názor se nemění. A tím pádem máme mnohem přesnější grading a zároveň můžeme být mnohem klidnější, že nemineme drobná ložiska nádoru v preparátech,“ popisuje fungování technologie.

Umělá inteligence ale nedělá pouze to, že odhalí a lokalizuje nádor, stanovuje také mnohem přesnější diagnózu nálezu. AI rovněž analyzuje profil pacienta a na základě molekulárních a genetických změn pak doktoři volí adekvátní postup léčby.

U komplikovanějších případů, kde si není patolog jistý, umožňuje algoritmus zrychlit proces o desítky minut a u jednodušších případů o minuty. Na rozdíl od lidských očí se ale především neunaví a zaručí, že nedojde třeba k podhodnocení anebo nadhodnocení. A může ušetřit pacienta třeba i od vícenásobné biopsie.

Aby ale umělá inteligence bylo schopna takto pracovat a pomáhat, museli uropatologové v Plzni vybrat a přesně i popsat vzorek ložisek, na kterých se mohla učit a který také musel být opravdu velký.

„Těch ložisek musí být statisíce až miliony, a na nich se pak ta umělá inteligence učí rozeznávat odlišnosti v datech, v obraze a to, co se naučí pak následně extrapolovat na nový materiál, který si prohlédne. Takže vlastně je to dlouhodobé náročné učení, kdy lékaři řeknou, tohle je nádor, tohle není. A na základě milionů těchto rozhodnutí pak už ta AI může vlastně rozhodovat jakoby sama za sebe,“ vysvětluje dále Robert Slunéčko.

Rozhodující slovo při diagnostice má ale stále člověk. Umělá inteligence najde vše od nejdrobnějších po velká ložiska a označí je s určitou pravděpodobností.

„To znamená –⁠⁠⁠⁠⁠⁠ nízká pravděpodobnost, neboli mohlo by být, soustřeďte se na tohle místo, anebo střední pravděpodobnost, tedy pravděpodobně se jedná o nádor, ale není si úplně jistá, a pak stoprocentní pravděpodobnost, čili tohle je jednoznačně nádor. Člověk následně označí, jestli to je opravdu nádor nebo není a teprve pak AI pokračuje v rozhodování, jaký je grading a zároveň nám pomáhá přesně měřit množství nádoru ve tkáni,“ popisuje lékař z Bioptické laboratoře v Plzni.

Od ledna už technologii umělé inteligence k diagnóze nádorů používají v plzeňském zařízení také na vyhodnocení vzorků z děložního čípku. A metoda se bude testovat i u karcinomu prsu a žaludku. Každé z těchto onemocnění je ale jinak specifické a jsou k němu taktéž potřeba jiné algoritmy.

Software čili program s umělou inteligencí, který používá Bioptická laboratoř v Plzni k analýze nádorů prostaty, pochází od americké společnosti Galen Health, která se na technologii specializuje. Výběr ale nebyl jednoduchý.

„Testovali jsme tři nebo čtyři firmy, protože v době, kdy se objevilo AI, se samozřejmě vyrojily stovky firem, přičemž někde už od začátku bylo jasné, že tudy cesta nevede. Vykrystalizovalo z toho několik firem, my jsme vybírali nakonec ze dvou, které měly oprávnění od agentury FDA v Americe. To znamená, že už jsou certifikované pro použití v klinické praxi,“ dodává Slunéčko v úvodní videoreportáži tohoto článku.

„Začali jsme ji naostro používat na přelomu února a března, jinak jsme rok předtím testovali několik programů, zkoušeli, jak jsou pozorné, jak moc kvalitní výpověď mají. A důležitá je samozřejmě ergonomie, to znamená, jak moc jednoduché je používat je, aby spíš neprodloužily odečítání biopsií pro lékaře,“ doplňuje.

Důvod, proč je Bioptická laboratoř v Plzni jediná v Česku a na Slovensku, která takto v klinické praxi začala umělou inteligenci ke zlepšení diagnózy nádorů používat, je v tom, že prvotní investice do vybavení, ale i do celé infrastruktury jsou velice vysoké. V plzeňském zařízení o nich rozhodoval jeho šéf a majitel, profesor Michal Michal.

Ten je nejenže jeden z celosvětově nejlepších patologů v oblasti měkkých tkání, ale i podnikatel v oboru laboratorních odběrů a vyhodnocování biologických vzorků.

Čisté tržby Bioptické laboratoři v Plzni se loni zvýšily o více než osm procent na 770 milionů korun a podobným tempem, tedy o zhruba osm procent, rostly také investice do materiálů a přístrojů na 171 milionů korun. Provozní zisk se pak loni firmě zvýšil o bezmála šest procent na 183 milionů korun.

„Vzhledem k tomu, že máme vizionářského šéfa a majitele, tak ví, že tohle je cesta do budoucna a tím pádem je dobré být připravený na to, co stoprocentně přijde. Pravda je, že náklady, kdy by člověk měl jít z nuly, tak jsou neuvěřitelné. Musí zajistit skenování veškerých skel a skenery jsou řádově v desetitisících euro a více za jeden a nyní jich máme už přes deset. Následně program jako takový, který si nemůžete koupit, ale pronajímáte si jej, takže opět řádově desetitisíce eur ročně, plus samozřejmě, jakou smlouvu si vyjednáte. A pak je to i velká datová zátěž, takže musíte mít nejenom laboratoř připravenou datově, ale mít i předplacená datová úložiště, což jsou další peníze navíc,“ vysvětluje Slunéčko dál v úvodní videoreportáži tohoto článku.

„Takže my jsme byli z velké části datově připravení. Skenery zčásti byly zakoupené –⁠⁠⁠⁠⁠⁠ jenom nakupujeme další a další, takže počáteční investice nebyla tak obrovská, protože už jsme měli stávající infrastrukturou. Ale třeba pro nemocnici je to velký problém.

Patologie sice prakticky v žádné nemocnici není prodělečná, ale zároveň to není oddělení, které by bylo ideální pro PR a tím pádem ideální pro obrovské investice. Z nuly to jsou opravdu obrovské investice,“ dodává.