Sign In
Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

Tutkija3.jpg

Tekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiasta

Teksti: Leena Koskenlaakso | 3.7.2019

​VTT analysoi magneettikuvia EU-projektissa, jossa koneoppimisalgoritmeja opetetaan tunnistamaan ne rintasyöpäpotilaat, jotka hyötyvät ennen leikkausta annettavasta kemoterapiasta. 

Sairaanhoitopalveluiden kustannustehokkuutta voi lisätä ja potilaiden hoitotuloksia voi parantaa hyödyntämällä tekoälyä suurten potilasdata-aineistojen analysoinnissa.

VTT on mukana EU:n rahoittamassa BigMedilytics (Big Data for Medical Analytics) ‑hankkeessa, jonka yhdessä pilottiprojektissa tutkitaan rintasyövän diagnosointia tekoälyn ja suurien magneettikuva-aineistojen avulla. Projektiin osallistuvat myös suuri ranskalainen sairaala Institut Marie Curie, jossa on erikoistuttu rintasyöpäpotilaiden hoitoon, sekä israelilainen IBM Haifa, jossa käsitellään mammografiakuvia.

Kuva-analyysiin perustuvaa ennustamista

Ennen syöpäleikkausta rintasyöpäpotilaille annetaan NACT (Neoadjuvant Chemotherapy) -kemoterapiahoitoa, jonka toivotaan kutistavan kasvainta ja heikentävän sen mahdollisia etäpesäkkeitä. Kemoterapiasta on kuitenkin hyötyä vain osalle potilaista. Ne, joille se ei sovi, voivat saada sivuvaikutuksia, jotka heikentävät toipumista. Jos kemoterapiasta hyötymättömät potilaat voidaan tunnistaa ennen hoidon aloittamista, he välttyvät lisähaitoilta ja kustannuksia säästyy.

̶  VTT:llä on erityisosaamista kuvien analysoimisesta. Me esikäsittelemme suurta kuva-aineistoa, joka koostuu Institut Marie Curien potilaista otetuista magneettikuvista. Sen perusteella me ennustamme, ketkä rintasyöpäpotilaat hyötyvät NACT-kemoterapiasta ja keille siitä on suoranaista haittaa, kertoo erikoistutkija Kari Antila VTT:n Tietointensiiviset palvelut -yksiköstä.

̶  Me luokittelemme rintasyöpäpotilaiden magneettikuvista eri kudostyyppejä sekä niiden muotoja ja tilavuuksia saadaksemme tietoa rinnan rakenteesta. Tietynlaiset syöpäkasvaimet voi olla mahdollista tunnistaa muun muassa etsimällä kasvaimen rajat ja analysoimalla sen kokoa ja muotoa. Esimerkiksi kasvaimen koolla tiedetään olevan vaikutusta hoitotulokseen.

Koneoppimisalgoritmien testausta

Itse analyysi tehdään yhdistämällä potilastiedot magneettikuvista kerättyyn dataan, joka sisältää tietoa eri kudostyyppien osuuksista sekä kasvaimen rakenteesta ja aineenvaihdunnasta. Kun leikkauksen jälkeen saadaan tietää, ketkä lopulta hyötyivät kemoterapiasta, voidaan testata erilaisten koneoppimisalgoritmien kykyä erottaa nämä potilaat muista.

̶  Ison kuva-aineiston avulla me voimme opettaa koneoppimista algoritmille, Antila sanoo.

Syväoppivat neuroverkot mullistavat kuva-analyysia

Aiemmin asiantuntija päätti, mitä ominaisuuksia ja erityispiirteitä lääketieteellisellä kuvantamisella tehdyistä kuvista tulee etsiä, ja mitkä asiat ovat oleellisia tunnistamistehtävän kannalta. Mutta nyt ihminen on poistettu tästä prosessista.

̶  Me syötämme kuvat tekoälypohjaiselle algoritmille ja kerromme lopputuloksen, mutta emme suoraan sitä, mitä kuvista pitäisi etsiä. Kone päättelee itse, mitkä asiat se näkee merkityksellisiksi. Me kehitämme neuroverkon, jolla on tiettyjä ominaisuuksia ja tietty rakenne, ja opetamme saatujen lopputulosten perusteella positiiviset ja negatiiviset vasteet hoidolle, Antila sanoo.

Mutta isoa datamäärää hyödyntävän, monimutkaisten ongelmien ratkaisuun kehitetyn neuroverkon päättelyprosessia ei ole helppo tehdä ymmärrettäväksi, sillä verkon sisällä on jopa satoja tuhansia ratkaistavia muuttujia.

̶  Emme tiedä, mitkä ovat ne seikat, joiden perusteella algoritmi tekee päätelmänsä. Jos pystymme avaamaan tätä päättelyprosessia ja voimme osoittaa kuvasta ne asiat, joilla on merkitystä, se lisää tekoälyyn perustuvan päätöksentekoprosessin turvallisuutta ja ymmärrettävyyttä, Antila pohtii. 

Tutkija.jpg

Sairaanhoitopalveluiden kustannustehokkuutta voi lisätä ja potilaiden hoitotuloksia parantaa hyödyntämällä tekoälyä potilasdata-aineistojen analysoinnissa, kertoo erikoistutkija Kari Antila VTT:n Tietointensiiviset palvelut -yksiköstä.

 

 

VTT Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiVTT Impulssi
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
Biotalous ja kiertotaloushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Biotalous-ja-kiertotalous.aspxBiotalous ja kiertotalous
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
Digitaalinen maailmahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaalinen-maailma.aspxDigitaalinen maailma
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Yritysten ja tutkijoiden löydettävä toisensa uudella tavallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yritysten-ja-tutkijoiden-loydettava-toisensa-uudella-tavalla.aspxYritysten ja tutkijoiden löydettävä toisensa uudella tavalla
Impulssi 1/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2017.aspxImpulssi 1/2017
Merenkulku murroksessa: äly tulee komentosilloillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Merenkulku-murroksessa-aly-tulee-komentosilloille.aspxMerenkulku murroksessa: äly tulee komentosilloille
Vihreämpää elektroniikkaa panimomäskistä ja männynkuorestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vihreämpää-elektroniikkaa-panimomäskistä-ja-männynkuoresta.aspxVihreämpää elektroniikkaa panimomäskistä ja männynkuoresta
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
Wärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisellahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Wärtsilän-Jaakko-Eskolaä-Menestymme-vain-innovoinnilla-ja-uusiutumisella.aspxWärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisella
Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveytta-ja-tehokkuutta-ruuan-laadusta-tinkimatta.aspxTerveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä
Tuottoisaa käyttöä Suomen biomassoillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoisaa-kayttoa-Suomen-biomassoille.aspxTuottoisaa käyttöä Suomen biomassoille
Älylasit haastavat kännykänhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Robotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robotiikka-–-monien-mahdollisuuksien-tekniikkaa.aspxRobotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaa
Tulevaisuuden kaupunki ei hukkaa resurssejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-kaupunki-ei-hukkaa-resursseja.aspxTulevaisuuden kaupunki ei hukkaa resursseja
Suomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tyhjä-artikkeli-3-numerolle-1.aspxSuomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050
Suomi on hyvä investointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Hienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaattejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hienokemia-tarvitsee-biopohjaisia-aromaatteja.aspxHienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaatteja
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Laitteet kämmenen kokoisiksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Riskienhallintaa mutkistuvassa maailmassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Riskienhallintaa-mutkistuvassa-maailmassa.aspxRiskienhallintaa mutkistuvassa maailmassa
Uusi agenda tehostaa tutkimusinfran käyttöähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uusi-agenda-tehostaa-tutkimusinfran-käyttöä.aspxUusi agenda tehostaa tutkimusinfran käyttöä
Energiaministeri laajentaisi päästökauppaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaministeri-laajentaisi-paastokauppaa.aspxEnergiaministeri laajentaisi päästökauppaa
Tua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavathttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiantuotanto-ja-kaytto–fiksut-valinnat-vaikuttavat.aspxTua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavat
Kaikki katseet uudistumiseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Tulevaisuuden uudet selluloosatuotteet ja niiden sovelluksethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-uudet-selluloosatuotteet-ja-niiden-sovellukset.aspxTulevaisuuden uudet selluloosatuotteet ja niiden sovellukset
Älykäs kaupunki rakentuu VTT:n CityTune-työkaluilla https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-kaupunki-rakentuu-CityTune-työkaluilla-.aspxÄlykäs kaupunki rakentuu VTT:n CityTune-työkaluilla
Energia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energia-ala-varautuu-yhdessa-kyberuhkiin.aspxEnergia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiin
Salofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Salofa-tuo-pikatestit-terveyden-ja-ympariston-seurantaan.aspxSalofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaan
Uudet puupohjaiset materiaalit apuna muovijätteen vähentämisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudet-puupohjaiset-materiaalit-apuna-muovijätteen-vähentämisessä.aspxUudet puupohjaiset materiaalit apuna muovijätteen vähentämisessä
Mitä kuuluu Australiaan?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-kuuluu-Australiaan.aspxMitä kuuluu Australiaan?
Multifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Multifunktionaaliset-polysakkaridit-avaavat-uusia-mahdollisuuksia.aspxMultifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksia
Liiketoimintaa liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoimintaa-liikenteeseen.aspxLiiketoimintaa liikenteeseen
Maailma kuluttajien silminhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Jari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Jari-Gustafsson-Vanhoja-ja-uusia-taantuman-voittamiseksi.aspxJari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksi
Joustavan energiatuotannon kärkimaaksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Joustavan-energian-karkimaaksi.aspxJoustavan energiatuotannon kärkimaaksi
Kohti hiilineutraaleja materiaalejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-hiilineutraaleja-materiaaleja.aspxKohti hiilineutraaleja materiaaleja
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
Kun osaat mitata, osaat parantaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/MIKES-tekee-vaativia-mittauksia-teollisuuden-kayttoon.aspxKun osaat mitata, osaat parantaa
Teollinen internet haastaa Suomenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-internet-haastaa-Suomen.aspxTeollinen internet haastaa Suomen
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Fuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fuusiosta-kestävä-ratkaisu-energiapulaan.aspxFuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaan
Hikimittarilla voi pian itse seurata kehon nestetasapainoahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hikimittarilla-voi-pian-itse-seurata-kehon-nestetasapainoa.aspxHikimittarilla voi pian itse seurata kehon nestetasapainoa
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille