Aivoverenvuodot ovat hengenvaarallisia tilanteita. Etenkään niitä, jotka eivät aiheudu ulkoisesta iskusta, on vaikea havaita. Jos tällaista epäillään, potilaasta muodostetaan tietokonetomografialla kolmiulotteinen kuva, josta vuoto voidaan tunnistaa.
Ohjelmistoyhtiö CGI on kehittänyt laitevalmistaja Planmecan kanssa algoritmin, joka tunnistaa ei-traumaattisia aivoverenvuotoja tekoälyn avulla. Näitäkin vuototyyppejä on useita erilaisia. Kaikkien tyyppien tunnistamiseksi tekoäly koostuu useasta eri tyyppiin erikoistuneesta tunnistusalgoritmista. Niiden päälle on rakennettu algoritmi, joka arvioi algoritmien tuloksia yhdessä.
Tekoälyratkaisu on nyt testikäytössä Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin HUSin päivistyksessä. CGI on rakentanut HUSiin ekosysteemin, jossa voidaan testata terveydenhuollon uusia digitaalisia ratkaisuja.
Lääkärin työtä tekoäly ei korvaa, vaan se tukee kuvien tulkinnassa. Ensin lääkäri tekee oman raporttinsa kuvantamisen tuloksista ja sitten halutessaan katsoo tekoälyn tuottaman arvion tilanteesta. Jos tekoälyn antama tulos poikkeaa lääkärin omasta, hän konsultoi vanhempaa lääkäriä.
– Toisin sanoen diagnostiikka voi tekoälyn avulla ainoastaan parantua. Tekoäly on rengin, ei isännän, asemassa, sanoo CGI:n terveydenhuollon palvelujen johtaja Mikko Lehto.
Väärät negatiiviset pois
Maailmalla on käytössä jo tuhansia algoritmeja, jotka analysoivat tietokonetomografialla otettuja kuvia. Kliinisessä käytössä niistä on korkeintaan joitakin satoja. Lehdon mukaan niiden tuottamat tulokset ovat kuitenkin liian epävarmoja, jotta niihin voisi luottaa. Hyvää kannattaa odottaa.
– Tutkijan näkökulmasta tekoälyratkaisun saaminen kliiniseen käyttöön on tuskastuttavan hidasta, mutta potilaan kannalta se voi olla ymmärrettävää.
CGI on optimoinut tekoälynsä niin, että se ei koskaan jättäisi tunnistamatta vakavaa aivoverenvuotoa. Mikään algoritmi ei voi olla koskaan 100-prosenttisen varma kaikissa tuloksissa.
– Algoritmi pitää virittää pikkaisen yli, mikä tarkoittaa, että silloin mukaan saattaa tulla vähän vääriä positiivisia tuloksia. Toisaalta, jos algoritmi hälyttää joka ikisen kuvan kohdalla, siitä ei ole mitään hyötyä. Kukaan ei tiedä, mikä on oikea suhdeluku.
– Ihminen yhdessä koneen kanssa on superlääkäri.
Vuodot piirrettiin kuviin
CGI:n tekoälyn ero maailmalla oleviin järjestelmiin on se, että Suomessa algoritmi opetetaan vain datalla, johon lääkäri on piirtänyt itse käsin, missä kohtaa kuvaa eli missä pikseleissä positiiviset löydökset ovat.
– Tähän vaaditaan jo vähän hulluutta, sillä yhden potilaan kuvien läpikäyminen kestää noin 15 tuntia, Lehto sanoo.
Tiettävästi muualla maailmassa tietokonetomografian kuvannukset menevät suoraan algoritmin opetusdataksi. Hyvänä puolena on se, että menetelmä on nopea, mutta täysin koneellinen malli vaatii valtavan aineiston. Suomalainen malli vaatii työtä, mutta aineisto on niin laadukas, että pienempi datamäärä riittää.
Laaja käyttö odottaa
CGI aloitti kehityshankkeen vuonna 2019. Tavoitteena on, että vuonna 2024 järjestelmä olisi laajassa testikäytössä Suomessa. Kehitystyön aikatauluun vaikuttaa tiukka sääntely.
– EU:n regulaatio edellyttää potilaan suostumusta tietojensa käyttöön, mutta jos on paha aivoverenvuoto ja potilas on tajuton, suostumusta ei voi pyytää. Edes omaiselta pyytäminen on käytännössä siinä tilanteessa mahdotonta. Siksi jouduimme odottamaan sääntelyn tulkintaa pitkään ennen kuin pystyimme hakemaan testauslupia Suomen viranomaisilta.
Neuroverkon kouluttaminen vaatii retrospektiivistä dataa sekä terveiltä että aivoverenvuodon saaneilta potilailta. Mallin koulutuksessa käytettiin 90 vuotopotilasta ja 22 kontrollihenkilöä. Toimiva malli pitää testata myös ulkopuolisella datalla, ja tällaista dataa saatiin Intiasta ja puolentoista vuoden odottelun jälkeen Sveitsistä.
Lopullinen hyväksyntä vaatii vielä prospektiivista menestystä eli että algoritmi tunnistaa tapaukset myös uusista tulevaisuudessa otettavista kuvista.
Suomessa otetaan vuosittain vajaat 200 000 pään tietokonetomografiakuvaa.
CGI kehittää Suomessa ohjelmistoja muun muassa sote-alalle. Alan tutkimus- ja kehitystehtävissä työskentelee noin 400 asiantuntijaa.
Teksti: Janne Luotola
Kuva: CGI
