Modelo de IA revolucionário aborda detecção de câncer de forma holística

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Por João Silva
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IA escaneando células para detecção de câncer no laboratório.

São PauloCientistas da Harvard Medical School desenvolveram um novo modelo de IA chamado CHIEF. Esse modelo é capaz de realizar diversas tarefas de diagnóstico para diferentes tipos de câncer. Diferentemente dos sistemas de IA atuais, que geralmente se concentram em tarefas e tipos específicos de câncer, o CHIEF foi testado em 19 tipos diferentes de câncer. Ele também foi projetado para prever os desfechos dos pacientes.

Ferramenta de IA Inovadora Revoluciona Diagnóstico de Câncer: A nova ferramenta de inteligência artificial é impressionante por diversas razões:

  • Conseguiu quase 94% de precisão na detecção de câncer.
  • É capaz de prever a sobrevivência dos pacientes em diversos tipos de câncer.
  • Prevê o perfil molecular de tumores com uma precisão superior.
  • Adapta-se bem independentemente da técnica usada para obter e digitalizar amostras de tecido.

CHIEF é capaz de analisar lâminas digitais de tecidos tumorais e identificar características celulares associadas ao câncer. Além disso, ele consegue prever perfis moleculares sem a necessidade de sequenciamento de DNA caro e demorado. Isso torna os diagnósticos de câncer mais acessíveis globalmente e permite decisões de tratamento mais rápidas, especialmente em regiões com recursos limitados.

O processo de treinamento do CHIEF é especial. Inicialmente, ele foi treinado com 15 milhões de pequenas seções de imagens não rotuladas, e depois aperfeiçoado com 60.000 imagens completas de lâminas de diferentes tipos de câncer. Essa abordagem em duas etapas permite que o modelo identifique tanto alterações detalhadas quanto gerais no tecido, tornando-o mais adaptável e preciso.

Em testes, o CHIEF superou outros métodos avançados de IA em até 36% em tarefas como detectar células cancerígenas, identificar a origem de tumores, prever desfechos de pacientes e identificar padrões genéticos relacionados a respostas de tratamentos. Ele pode ser utilizado em diferentes ambientes clínicos e técnicas, oferecendo uma solução flexível para instalações médicas ao redor do mundo.

O modelo pode trazer novas percepções sobre o comportamento dos tumores, revelando detalhes importantes sobre a sobrevivência dos pacientes e direcionando pesquisas e possíveis tratamentos. Utilizando mapas de calor, o CHIEF destaca áreas cruciais do tumor que ajudam a entender sua agressividade e as perspectivas do paciente.

Os pesquisadores planejam aprimorar o CHIEF. Eles vão incluir imagens de doenças raras e condições não cancerígenas nos dados de treinamento, utilizar dados moleculares para prever melhor a agressividade do câncer e treinar o CHIEF para prever os benefícios e efeitos colaterais de novos tratamentos.

Este novo sistema de IA tem o potencial de melhorar significativamente o diagnóstico e o tratamento do câncer, tornando-os mais personalizados e eficientes. Se for comprovada sua eficácia e for amplamente utilizado, poderá transformar nossa compreensão e abordagem ao câncer, trazendo esperança de melhores resultados para pacientes em todo o mundo.

O estudo é publicado aqui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07894-z

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

Xiyue Wang, Junhan Zhao, Eliana Marostica, Wei Yuan, Jietian Jin, Jiayu Zhang, Ruijiang Li, Hongping Tang, Kanran Wang, Yu Li, Fang Wang, Yulong Peng, Junyou Zhu, Jing Zhang, Christopher R. Jackson, Jun Zhang, Deborah Dillon, Nancy U. Lin, Lynette Sholl, Thomas Denize, David Meredith, Keith L. Ligon, Sabina Signoretti, Shuji Ogino, Jeffrey A. Golden, MacLean P. Nasrallah, Xiao Han, Sen Yang, Kun-Hsing Yu. A pathology foundation model for cancer diagnosis and prognosis prediction. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07894-z
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