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
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
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
Digitaalinen maailmahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaalinen-maailma.aspxDigitaalinen maailma
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
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
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Optinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Optinen-isotooppispektroskopia-kehittynyt-merkittavasti.aspxOptinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteesta
Ikäteknologia arjen apuna ja turvanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ikäteknologia-arjen-apuna-ja-turvana.aspxIkäteknologia arjen apuna ja turvana
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Pekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pekka-Soinin-Business-Finland-on-yritysten-kansainvalistymiskanava.aspxPekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”
Suomi on pidettävä houkuttelevanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-pidettava-houkuttelevana.aspxSuomi on pidettävä houkuttelevana
Fuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fuusiosta-kestävä-ratkaisu-energiapulaan.aspxFuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaan
Tekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoälyä-opetetaan-tunnistamaan,-kuka-hyötyy-kemoterapiasta.aspxTekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiasta
Impulssi 1/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2017.aspxImpulssi 1/2017
Impulssi 2/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Laitteet kämmenen kokoisiksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Liiketoimintaa liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoimintaa-liikenteeseen.aspxLiiketoimintaa liikenteeseen
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Puun voimalla biotalouteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puun-voimalla-biotalouteen.aspxPuun voimalla biotalouteen
Suomi on hyvä investointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
Tulevaisuuden sensorihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-sensori.aspxTulevaisuuden sensori
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Pakkausmuovi vaihtuu puukuituunhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pakkausmuovi-vaihtuu-puukuituun.aspxPakkausmuovi vaihtuu puukuituun
Automaatiolla älykkyyttä liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Automaatiolla-alykkyytta-liikenteeseen.aspxAutomaatiolla älykkyyttä liikenteeseen
Ihmisten jäljillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ihmisten-jaljilla.aspxIhmisten jäljillä
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Automaatio antaa paketille siivethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Automaatio-antaa-paketille-siivet.aspxAutomaatio antaa paketille siivet
Robotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robotiikka-–-monien-mahdollisuuksien-tekniikkaa.aspxRobotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaa
Mitä ja miten tulevaisuudessa syödään?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-ja-miten-tulevaisuudessa-syodaan.aspxMitä ja miten tulevaisuudessa syödään?
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Ketterä ja nopea Ponssehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kettera-ja-nopea-Ponsse.aspxKetterä ja nopea Ponsse
Kasveista kehitetään uusia materiaalejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kasveista-kehitetaan-uusia-materiaaleja.aspxKasveista kehitetään uusia materiaaleja
Matti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robottejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Meilla-ei-ole-varaa-olla-ilman-robotteja.aspxMatti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robotteja
Tulevaisuuden kiertotalous tarvitsee paljon puhdasta energiaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-kiertotalous-tarvitsee-paljon-puhdasta-energiaa.aspxTulevaisuuden kiertotalous tarvitsee paljon puhdasta energiaa
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Digikärjellä kaivokseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digikärjella-kaivokseen.aspxDigikärjellä kaivokseen
Teollisuuden toimintatapojen uudistaminen luo uutta kilpailukykyähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-toimintatapojen-uudistaminen-luo-uutta-kilpailukykyä.aspxTeollisuuden toimintatapojen uudistaminen luo uutta kilpailukykyä
Energiaratkaisut ja 2050-tavoitteethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaratkaisut-ja-2050-tavoitteet.aspxEnergiaratkaisut ja 2050-tavoitteet
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
Lämpöaistimus on monen tekijän summahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Lampoaistimus-on-monen-tekijan-summa.aspxLämpöaistimus on monen tekijän summa