SmartPath: Inteligență artificială integrată pentru revoluționarea diagnosticării și tratamentului cancerului

Universitatea de Știință și Tehnologie din Hong Kong (HKUST) a lansat SmartPath, un sistem complet de inteligență artificială (AI) conceput pentru a transforma fundamental fluxul de lucru în patologia oncologică. Publicat recent în revista Nature Biomedical Engineering, SmartPath oferă o platformă end-to-end care optimizează diagnosticul, clasificarea subtipurilor tumorale, evaluarea biomarkerilor, analiza răspunsului la tratament și prognosticul pe termen lung în numeroase tipuri de cancer.
Progresele în patologia computațională au accelerat în ultimii ani, dar majoritatea modelelor de inteligență artificială dezvoltate până în prezent prezintă o limitare esențială: lipsa generalizării între tipuri diferite de tumori și sarcini clinice. Modelele existente tind să exceleze într-un număr restrâns de aplicații (precum detecția malignității într-un anumit tip de țesut), însă performanța lor scade semnificativ atunci când sunt aplicate la alte contexte clinice. Echipa de la HKUST, condusă de profesorul Chen Hao, a urmărit să depășească această barieră printr-o abordare unificată și scalabilă bazată pe două modele de bază complementare: Generalizable Pathology Foundation Model (GPFM) și Multimodal Knowledge-enhanced Whole-slide Pathology Foundation Model (mSTAR).

Despre sistemul SmartPath

SmartPath este rezultatul unuia dintre cele mai mari eforturi de antrenare a unui model de inteligență artificială din domeniul medical. Sistemul a fost instruit pe peste 500.000 de imagini patologice întregi, provenite din 34 de tipuri majore de țesuturi, acoperind peste 100 de sarcini clinice distincte, de la clasificarea tipului de cancer și evaluarea prognosticului, până la generarea automată de rapoarte patologice detaliate.

Caracteristici cheie

• Generalizare excepțională între tipuri de cancer: Modelul GPFM furnizează o infrastructură unificată capabilă să identifice tumori, să determine subtipul acestora, să cuantifice biomarkeri și să prevadă răspunsul la tratament și supraviețuirea pacienților.
• Inteligență multimodală: Modelul mSTAR integrează imaginile patologice cu date contextuale - precum rapoarte histologice și profiluri transcriptomice - oferind o analiză multimodală care generează automat rapoarte complete și permite interogări vizuale interactive.
• Procesare rapidă și complet automatizată: SmartPath poate analiza un set de lame patologice în câteva minute, furnizând alertă proactivă de risc și rapoarte ce pot fi integrate direct în fluxul clinic.

Performanță și validare clinică

În studii de validare realizate în colaborare cu spitale de top din Hong Kong și China continentală, SmartPath a demonstrat o acuratețe de peste 95% în diagnosticarea unor tipuri majore de cancer, inclusiv pulmonar, mamar, colorectal și gastric. În plus, sistemul a oferit o predicție fiabilă a supraviețuirii și o reducere semnificativă a timpului de generare a rapoartelor, elemente cruciale în gestionarea cazurilor oncologice acute.

Profesorul Liang Li, directorul Departamentului de Patologie din cadrul Spitalului Nanfang, a declarat că SmartPath „a redus semnificativ timpul de diagnostic, a crescut acuratețea identificării malignităților și a oferit predicții prognostice consistente”, descriind sistemul ca o piatră de hotar în integrarea AI în practica clinică.

Rezultate comparative

În testele de referință pe 72 de sarcini clinice distincte, SmartPath - prin modelul său GPFM - a obținut un scor mediu de performanță de 1,6, situându-se pe primul loc în 42 de sarcini. Acest rezultat demonstrează capacitatea superioară a sistemului de a generaliza și de a funcționa cu precizie pe multiple tipuri de date și patologii.

Un nou standard în patologia computațională

Pe lângă performanțele sale clinice, SmartPath reprezintă o schimbare de paradigmă în felul în care datele patologice sunt analizate și integrate. Sistemul acționează ca un asistent cognitiv pentru medici, permițându-le să adreseze întrebări specifice despre o lamă („Care sunt caracteristicile celulelor din această regiune?”) și să obțină răspunsuri explicative vizualizate direct pe imagine.

De asemenea, fiecare caz analizat alimentează un mecanism de învățare continuă, prin care SmartPath își rafinează algoritmii pe baza feedbackului clinic real. Acest proces transformă sistemul într-o platformă evolutivă, care devine mai inteligentă și mai precisă cu fiecare utilizare.

Impact și direcții viitoare

Prin colaborarea cu peste o duzină de spitale de referință, echipa HKUST a stabilit un cadru de validare și benchmark global pentru modelele de patologie computațională. Acest cadru oferă o bază solidă pentru cercetări viitoare în oncologia de precizie și sănătatea digitală inteligentă.

Următoarea etapă de dezvoltare a sistemului vizează extinderea către tumori rare și malignități genetic complexe, prin îmbunătățirea modelelor predictive și optimizarea stratificării pacienților în funcție de profilul molecular. Scopul final este crearea unei infrastructuri globale de diagnostic și terapie personalizată, unde inteligența artificială și expertiza medicală se completează reciproc.

Concluzii

• SmartPath este primul sistem de inteligență artificială capabil să ofere suport complet de la diagnostic la prognostic în multiple tipuri de cancer.
• Prin GPFM și mSTAR, sistemul atinge o performanță superioară în clasificarea tumorală, evaluarea biomarkerilor și predicția răspunsului la tratament.
• Rezultatele clinice validează acuratețea de peste 95% și capacitatea de reducere semnificativă a timpului de diagnostic.
• SmartPath nu este un instrument static, ci un sistem adaptiv care învață continuu din practica clinică, redefinind standardele medicinei de precizie.

Prin integrarea inteligenței artificiale într-un mod profund și transparent în fluxurile de lucru medicale, SmartPath demonstrează cum tehnologia poate amplifica expertiza umană, deschizând calea către o eră a diagnosticului oncologic inteligent, personalizat și accesibil la scară globală.