Nástroj PICTURE pomáhá odlišit podobné nádory mozku

Téměř dokonalá přesnost

Veřejně dostupný nástroj umělé inteligence PICTURE (Pathology Image Characterization Tool with Uncertainty-aware Rapid Evaluations) byl výzkumným týmem představen koncem září v Nature Communications.

PICTURE byl stvořen k tomu, aby pomáhal s identifikací mozkových nádorů. S téměř dokonalou přesností rozlišuje glioblastom, nejčastější a nejagresivnější mozkový nádor vyžadující chirurgickou resekci, od primárního lymfomu centrálního nervového systému (PCNSL). Ten je vzácnější a je spojen s delším přežitím a dobře odpovídá na radioterapii. Časté je ovšem iniciální, ale i perioperační chybné odlišení těchto nádorů.

Vzorky z celého světa

Model byl vyvinutý s pomocí výzkumu 2141 vzorků mozkových nádorů shromážděných po celém světě, včetně vzácných tumorů. Jednalo se jak o zmrazené řezy, tak o vzorky fixovaných formalínem.

Vědci testovali výkon nástroje PICTURE v pěti mezinárodních nemocnicích ve čtyřech zemích a model pokaždé překonal patology i stávající nástroje umělé inteligence. Při testování patologických obrazů správně rozlišil glioblastom od PCNSL v 98,9 % případů a byl valován u 5 kohort s AUROC = 0,924-0,996. Kromě toho PICTURE identifikoval vzorky patřící k 67 typům vzácného zhoubného bujení postihujícího centrální nervový systém, mimo gliom a PCNSL.

Schopnost sebereflexe

Co je v případě nástroje PICTURE kromě rychlého vyhodnocování ještě velmi důležité, je schopnost sebereflexe. Model umí rozpoznat a ohlásit, že si není výsledkem jistý a požádá o přezkoumání člověkem. To zabraňuje zaškatulkování nejasných případů do známých kategorií.

Podle autorů PICTURE významně odlišuje od ostatních podobných nástrojů tzv. vědomí nejistoty. Model má potenciál poskytovat diagnostickou cenově dostupnou podporu v reálném čase a bez nutnosti imunocytochemických nebo hmotnostních spektroskopických zařízení.

Snadnější rozhodování o léčbě

PICTURE budou moci chirurgové využívat již během operace mozku, kdy informace o typu nádoru získají bezprostředně. Model minimalizuje chyby v diagnostice tím, že přesně rozlišuje mezi nádory s překrývajícími se rysy. To usnadní práci a rozhodování chirurgům i patologům.

Během operace nádoru mozku se obvykle odebere nádorová tkáň pro rychlé vyhodnocení pod mikroskopem. Hodnocení se provádí zmrazením vzorku v tekutém dusíku, který může poněkud zkreslit buněčné vlastnosti, ale poskytuje rychlý výsledek v reálném čase. Proces trvá přibližně 15 minut. Na základě těchto prvních výsledků chirurg určí, zda nádor odstranit nebo jej nechat a nasadit ozařování a chemoterapii. V dalších dnech pak patologové provedou podrobnější a spolehlivější vyhodnocení vzorku nádoru.

Podle autorů modelu se počáteční diagnóza nádoru při druhém prozkoumání změní přibližně v 1 z 20 případů. PICTURE by mohl riziko chybování snížit svým spolehlivým výkonem již při první diagnostice během operace, nebo i při rozdílných diagnostických názorech odborníků.

Vzhledem k tomu, že pro pacienty s PCNSL je preferovanou léčbou ozařování a chemoterapie, a glioblastom naproti tomu vyžaduje chirurgické odstranění co největšího množství zhoubné tkáně, jejich přesné rozlišení již během operace by výrazně usnadnilo a urychlilo rozhodnutí ohledně typu léčby.

Tvůrci nástroje PICTURE věří, že tato spolehlivá a efektivní diagnostická podpora v reálném čase bude zobecnitelná na patologické hodnocení i jiných onemocnění.

(hno)

Zdroje:

1. Zhao J., Lin S. Y., Attias R. et al. Uncertainty-aware ensemble of foundation models differentiates glioblastoma from its mimics. Nat Commun 2025 Sep 29; 16 (1): 8341, doi: 10.1038/s41467-025-64249-6.

2. AI Distinguishes Glioblastoma from Look-Alike Cancers During Surgery. Digital Health News. Dostupné na: www.digitalhealthnews.eu/research/7545-ai-distinguishes-glioblastoma-from-look-alike-cancers-during-surgery