AI giúp tăng tỷ lệ phát hiện ung thư thực quản giai đoạn đầu, bệnh nhân có khả năng sống sót cao hơn
Nhóm nhà khoa học Trung Quốc cho biết đã phát triển một hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) để giúp các bác sĩ xác định ung thư thực quản giai đoạn đầu. Kết quả là giúp tăng gấp đôi tỷ lệ phát hiện so với đánh giá bằng mắt thường của bác sĩ.
Các nhà nghiên cứu cho biết thuật toán này hiện đã được sử dụng ở hàng trăm bệnh viện trên khắp Trung Quốc. Nó hoạt động bằng cách làm nổi bật các tổn thương trên thực quản để bác sĩ thấy trong quá trình nội soi (thủ tục y tế để quan sát đường tiêu hóa bằng camera) theo thời gian thực trên màn hình.
Nhóm nghiên cứu viết trong một bài báo đăng trên tạp chí Science Translational Medicine: “Sự hỗ trợ của học sâu có thể tăng cường chẩn đoán và điều trị sớm ung thư thực quản, đồng thời trở thành một công cụ hữu ích để sàng lọc bệnh này”.
Học sâu là một lĩnh vực trong AI tập trung vào việc xây dựng và huấn luyện các mô hình học máy sâu, còn được gọi là mạng nơ-ron sâu. Mục tiêu của học sâu là tự động học các đặc trưng và biểu diễn cấp cao từ dữ liệu, giúp máy tính tự động thực hiện các nhiệm vụ phức tạp mà trước đây đòi hỏi sự can thiệp của con người.
Mô hình học sâu thường được xây dựng bằng cách sử dụng nhiều lớp của các nơ-ron. Nơ-ron là các đơn vị tính toán cơ bản mô phỏng theo cách hoạt động của não người. Những mô hình này có khả năng học các biểu diễn phức tạp của dữ liệu thông qua quá trình huấn luyện trên tập dữ liệu lớn.
Học sâu đã đạt được sự chú ý lớn nhờ vào khả năng giải quyết hiệu quả nhiều vấn đề khác nhau, bao gồm nhận dạng hình ảnh, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, nhận dạng giọng nói, dịch ngôn ngữ, phân tích dự đoán, robot và nhiều ứng dụng khác trong thực tế. Các mô hình nổi tiếng trong học sâu bao gồm Mạng nơ-ron tích chập (CNN) và Mạng nơ-ron hồi quy (RNN).
Các nhà nghiên cứu đến từ Bệnh viện Thái Châu (trực thuộc Đại học Y Ôn Châu), Bệnh viện Nhân dân (thuộc Đại học Vũ Hán), Bệnh viện Y khoa Đại học Chiết Giang (thuộc Bệnh viện Ung thư Hàng Châu) và Bệnh viện Nhân dân số 1 Ôn Lĩnh ở thị trấn Thái Châu (tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc).
Ung thư thực quản được xếp hạng là bệnh ung thư phổ biến thứ 7 trên toàn cầu và là nguyên nhân đứng thứ 6 gây tử vong liên quan đến ung thư. Châu Á, đặc biệt là Đông và Trung Á, có tỷ lệ mắc bệnh này cao hơn các khu vực khác trên thế giới.
Phát hiện sớm là điều quan trọng vì ung thư thực quản có tỷ lệ sống sót sau 5 năm là hơn 90% khi được điều trị bằng nội soi hoặc phẫu thuật trước khi các triệu chứng xuất hiện. Thế nhưng, hầu hết bệnh nhân đều phát triển ung thư thực quản ở giai đoạn nặng khi họ bắt đầu gặp các triệu chứng.
Dù bệnh ung thư thường không có triệu chứng nhưng các khối u và tổn thương tiền ung thư có thể được phát hiện bằng nội soi. Để giúp các bác sĩ sử dụng máy nội soi xác định những dấu hiệu này, nhóm nghiên cứu đã tìm đến học sâu. Công nghệ này có khả năng trích xuất các đặc điểm hình ảnh nhỏ và phân loại hình ảnh một cách vượt trội.
Họ đã huấn luyện cỗ máy này với hơn 190.000 hình ảnh thực quản được thu thập từ các phòng khám ở Trung Quốc để cho phép nó xác định các tổn thương với độ chính xác cao và dự đoán xem các tổn thương, được đánh dấu bằng khung để bác sĩ đánh giá, có nguy cơ cao hay thấp.
Nhóm đã thử nghiệm hệ thống này trên hơn 3.000 bệnh nhân trong một thử nghiệm lâm sàng từ năm 2021 đến 2022. Một nửa số bệnh nhân được nội soi với sự hỗ trợ của AI, trong khi số còn lại thực hiện theo quy trình thông thường.
Theo nghiên cứu, nhóm bệnh nhân được hỗ trợ bởi AI có tỷ lệ phát hiện là 1,8%, so với nhóm đối chứng là 0,9%. Các nhà khoa học cho biết sự gia tăng này là “cải thiện to lớn có thể có ý nghĩa lâm sàng đáng kể trong việc cải thiện tiên lượng của bệnh nhân”.
Một bác sĩ xem bản đồ các tổn thương thực quản được AI hỗ trợ trong quá trình thử nghiệm - Ảnh: Mao Xinli
Bản đồ nhiệt của các tổn thương thực quản điển hình được hiển thị trong thử nghiệm với hệ thống hỗ trợ AI - Ảnh: Mao Xinli
Tác giả chính Mao Xinli, bác sĩ trưởng khoa tiêu hóa của Bệnh viện Thái Châu (trực thuộc Đại học Y Ôn Châu), nói độ chính xác của chẩn đoán từ nội soi phần lớn liên quan đến trình độ của bác sĩ.
Mao Xinli lý giải: “Các bác sĩ có nhiều kinh nghiệm thực hiện nội soi có xu hướng có con mắt tinh tường hơn để xác định những bất thường của bệnh ung thư ở giai đoạn đầu so với những người có ít kinh nghiệm hơn”.
“Công nghệ này là một công cụ tuyệt vời để tăng cường khả năng phát hiện ung thư giai đoạn đầu và cải thiện tiên lượng bệnh nhân”, bà cho biết thêm.
Tác giả đầu tiên Li Shaowei, nghiên cứu viên tại Bệnh viện Thái Châu, cho biết chức năng AI mới tương thích với các hệ thống nội soi hiện có được các bệnh viện sử dụng.
“Việc sử dụng AI đã được mở rộng từ một lên vài trăm bệnh viện trên cả nước. Chúng tôi đã nhận được phản hồi tích cực vì độ nhạy, độ đặc hiệu và độ chính xác cao”, Li nói.
