EXCLUSIV Soft din Cluj bazat de inteligență artificială pentru bolnavii de CANCER. Conturajul unei tumori, în câteva secunde

O echipă multidisciplinară de specialiști, o parte de la UBB Cluj-Napoca, lucrează la realizarea unei aplicații revoluționare, un soft care va ajuta medicii radioterapeuți să realizeze conturajul unei tumori în câteva secunde în loc de 2-4 ore cât durează în prezent. Recent, proiectul Mediq a primit o finanțare de 250.000 de euro care va ajuta echipa să livreze soft-ul la sfârșitul anului viitor.  

Coordonatorul echipei, Dragoș Dușe, a precizat pentru Cluj24 că ideea proiectului i-a venit cu peste doi ani în urmă, când a sesizat o nevoie în ceea ce privește tratarea pacienților oncologici. El lucra atunci la un institut din Germania de tratare a cancerului unde realiza algoritmi de inteligență artificială pe diagnoză în oncologie.

Când colegii săi de la fizică medicală și oncologie i-au spus că există o nevoie foarte mare pe acest segment a făcut niște teste și și-a dat seama că e un proiect fezabil, cu o perspectivă promițătoare.

Platforma Mediq este una destinată medicilor radioterapeuți cu scopul de a eficientiza procesul de conturare din cadrul radioterapiei.

 ”Mediq este soft-ul pe care îl dezvoltăm noi, de la start-up-ul Synaptiq. Radioterapia este una dintre modalitățile principale de tratare a cancerului. Spre exemplu, mai mult de 50% dintre pacienții oncologici primesc o indicație spre genul acesta de tratament cândva în timpul vieții lor. Deci este un tratament foarte utilizat însă, din păcate, în România doar unul din trei pacienți primește tratamentul adecvat”, a spus Dușe.

Acesta a precizat că problema nu este singulară la nivelul României, dar se regăsește și la nivelul Europei unde un sfert din pacienți nu apucă să facă acest tip de tratament.

Așteptarea scade șansele de supraviețuire

”Noi am analizat să vedem din ce cauză acești pacienți nu primesc tratamentul adecvat, ce se întâmplă în acest proces de radioterapie astfel încât nu se reușește să se trateze toți pacienții.

Până și cei care ajung să se trateze au de așteptat, în medie, aproximativ două luni jumătate iar așteptarea aceasta scade șansele de supraviețuire.

Se știe, cancerul este o boală foarte agresivă, astfel că trebuie să te tratezi cât mai repede. Și bineînțeles, dacă reușim să tratăm toți pacienții care au indicații spre radioterapie foarte repede, șansa lor de supraviețuire crește enorm”, a explicat Dușe.

Echipa Mediq a analizat de unde vine această problemă și a constatat că motivul principal ar fi lipsa de personal medical calificat în condițiile în care nu există suficienți medici radioterapeuți în spitale sau clinici oncologice.

Medicii, mai eficienți

”Atunci noi ne-am gândit cum putem să-i facem pe medici mai eficienți pentru că e greu ca, într-un timp scurt, să dublăm numărul lor. Să vedem cum putem să tratăm pacienții respectivi cu medicii disponibili iar asta ar însemna să eficientizăm procesul de radioterapie.

Ne-am uitat în tot procesul de radioterapie pentru a identifica partea unde se petrece mult timp și unde se așteaptă cel mai mult, iar partea aceasta este cea de conturaj.

Ce presupune conturajul? Se face o imagistică de tip CT și, în anumite cazuri de tip RMN, prin care medicul construiește o hartă 3D a pacientului, pentru a identifica tumora, a o ținti, pentru că radioterapia presupune o radiație externă și atunci trebuie să țintim tumora, să știm unde se află și, în același timp, să evităm organele la risc, pe care nu vrem să le iradiem, nu vrem să distrugem țesutul sănătos și să punem viața pacientului în pericol în alte moduri”, a menționat coordonatorul Mediq.

Tumora schimbă anatomia corpului

Specialiștii clujeni au ajuns la concluzia că această parte de conturaj durează foarte mult, deoarece, fiind în joc viața pacientului și fiind vorba despre o hartă tridimensională, această imagine trebuie analizată la fiecare nivel, felie cu felie și conturată pe fiecare secțiune în parte tumora respectivă.

”Există particularități în fiecare caz și, spre exemplu, o tumoră mai mare poate schimba  morfologia organismului și atunci organelle la risc nu mai sunt localizate în aceeași poziție. Astfel, tumora schimbă efectiv anatomia corpului îngreunând procesul.

Dacă tumora este adiacentă multor organe, e greu să delimitezi zona unde să se facă iradierea. Apar tot felul de provocări pentru că este o muncă de rutină în care trebuie să fii foarte atent. Știm că oamenii nu excelează la munci repetitive unde trebuie să ai și un grad mare de precizie.

Din această cauză durează foarte mult și există și o variabilitate mare. Dacă oferi aceeași imagistică CT mai multor medici radioterapeuți, ei vor realiza conturaje diferite semnificativ. Și asta din cauză că este un grad mare de subiectivitate.

Nu e o știință ușoară, efectiv trebuie foarte multă experiență și cunoștințe. De multe ori nu se vede bine pe CT –ul respectiv pentru că el prezintă artefacte de mișcare și tot felul de lucruri care alterează imaginea respectivă”, a mai spus Dragoș Dușe.

Aplicația, în stadiul de cercetare / dezvoltare

Acesta a menționat că medicul trebuie să știe din experiență, chiar dacă nu vede cu exactitate pe o anumită secțiune organul respectiv, cum ar trebui să arate acesta.

”Sunt tot felul de dedesubturi și de-asta durează foarte mult realizarea unui conturaj. Ce vrem noi să facem este un soft de inteligență artificială care să învețe pe baza conturajelor făcute de profesioniști în trecut și să poată el să contureze în viitor noi pacienți.

Și va face lucrul acesta în câteva secunde, în loc de două-patru ore cât îi trebuie unui medic să facă conturajul pentru un singur pacient.

Dacă îl înveți procesul știe exact cum să-l pună cap la cap și va face acest lucru mult mai repede, iar medicul va avea posibilitatea să trateze în acest timp mai mulți pacienți sau să-și focuseze atenția în alte direcții ale procesului de radioterapie, partea de conturaj fiind doar o etapă”, a menționat coordinatorul echipei Mediq.

Potrivit acestuia, aplicația se află în momentul de față în stadiul de cercetare și dezvoltare.

Parteneriat cu Microsoft

”Am avut ambiția să mergem în domeniul acesta pentru că noi desi suntem niște oameni tehnici la bază, avem și background pe partea medicală. Este nevoie de foarte mulți oameni tehnici pentru că un algoritm de inteligență artificială este totuși o componentă software. Pe lângă informația care vine de la medici, necesită o parte de cercetare și dezvoltare intensă.

Fiecare tip de cancer este practic altă problemă pentru software deoarece sunt alte organe la risc, altă localizare a tumorii și atunci algortimul necesită o etapă de învățare diferită.

Nu este suficient să înveți soft-ul pentru zona pelviană, sau cea abdominală sau toracică, ci trebuie acoperită fiecare zonă din corp.

Trebuie învățate toate cazurile posibile ca să poți evalua toate tipurile de cancer, nu doar unele. Practic, acest lucru necesită foarte mult timp, în primul rând pentru că ai nevoie de date pentru ca soft-ul să vadă cum se realizează conturajele, iar datele le colectăm cu mare efort”, a mai explicat Dragoș Dușe.

În cadrul proiectului, echipa are un parteneriat cu Microsoft astfel că are dreptul să folosească rețeaua de cloud a companiei în care rulează toate calculele specifice și fac foarte multe experimente în paralel.

”Și, bineînțeles, algoritmii de inteligență artificială pentru că aceștia sunt făcuți pe baza expertizei noastre, pe baza intuiției și pe baza rezultatelor empirice, adică vedem efectiv ce funcționează, ce nu funcționează, de ce nu funcționează, cum putem îmbunătăți dacă ceva nu funcționează.

Fiecare organ, fiecare zonă, este o problemă diferită, pentru că ce funcționează pe rinichi, s-ar putea să nu funcționeze pe ficat”, a mai spus Dușe.

Aplicația, gata anul viitor

La început ideea a fost ca un hobby, după care a început să se gândească cum poate fi pusă în valoare pentru a avea și aplicabilitate practică.

”Mi-am dat seama că există un pod foarte subțire între industrie și cercetare și ar trebui ca aceste două domenii diferite să fie mai aliniate.

Iar start-up nostru exact asta este, podul între industrie și cercetare, luăm o idee și o ducem într-o finalitate. Există mai multe etape pentru finalizarea aplicației.

Nu putem să comercializăm genul acesta de software fără o acreditare la nivel european pentru că, în momentul când expui softul la tratarea unor pacienți cu o formă de boală foarte gravă, atunci îți asumi o anumită responsabilitate și trebuie făcute anumite studii clinic, iar lucrul asta durează durează aproximativ un an”, a mai spus Dragoș Dușe.

Echipa Mediq speră ca anul viitor să obțină acreditarea la nivel european iar după această etapă va fi prezentată o primă formă finală a aplicației după care aceasta va fi îmbunătățită, în sensul că se vor introduce treptat noi funcționalități.

Finanțare de 250.000 de euro

”În primul rând trebuie să înțelegem că pacienții oncologici sunt beneficiarii principali ai acestei aplicații. Ei au ocazia să se trateze într-un timp mai scurt și cu o acuratețe îmbunătățită, pentru că este vorba despre un soft care nu prezintă variabilitate și fără să fie afectat prețul tratamentului.

Clinicile își vor lua profitul din faptul că vor putea să trateze mai mulți pacienți cu același număr de medici deci nu vor crește costurile de personal.

După ce vor cumpăra softul Mediq, clinicile oncologice nu vor fi nevoite să crească prețul tratamentului din această cauză și, practic, toată lumea va fi fericită, în sensul că pacienții vor primi tratamentul adecvat mai repede și cu o acuratețe mai mare, iar clinicile vor putea să trateze mai mulți pacienți cu o marja crescută de profit”, a mai adăugat Dușe.

Proiectul Mediq a primit recent o finanțare de 250.000 de euro în cadrul Advancing AI, un accelerator de start-up-uri, iar anterior a beneficiat de o primă investiție, pre – seed, pentru a demara lucrurile, de la un grup de antreprenori din Sebeș și de la un fond de investiții specializat pe domeniul de tehnologie în medicină.

”Acum se pare că din ce în ce mai mulți investitori doresc să se alăture proiectului. Am fost contactați chiar și de fonduri din afară, e foarte probabil, pe viitor, să primim oferte. Aplicația Mediq ar putea ieși pe piață la sfârșitul anului viitor și va putea fi vândută și folosită de spitale oncologice din Europa.

Am construit aplicația în așa fel încât să poată fi folosită local, pe infrastructura hardware a clinicii respective, și va fi realizată disponibilă în română și engleză. Va fi foarte multă interacțiune vizuală și va fi ușor de folosit de medicii radioterapeuți”, a concluzionat Dragoș Dușe.

Echipa Mediq este formată din 10 membri, majoritatea români dintre care câțiva cu experiență în străinătate, la Institutul de Cercetare a Cancerului din Amsterdam sau la un institut similar din Germania, cu doctorate în Canada și masterat în Marea Britanie.

Alții sunt experți în domeniul inteligenței artificiale, pe partea de informatică și matematică.

Echipa completă:

Dragoș Dușe

Mihai Căta

Mohsin Raza

Roxana Săbău

Diana Andrițchi

Dragoș Grama

Lucian Bicsi

Marius Stănescu

Nathan Wildenberg

Andrei Toșa