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
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
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
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
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
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Kiertotalous sakkaa – materiaalit pitää saada kiertoon https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kiertotalous-sakkaa-–-materiaalit-pitää-saada-kiertoon-.aspxKiertotalous sakkaa – materiaalit pitää saada kiertoon
Mitä ja miten tulevaisuudessa syödään?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-ja-miten-tulevaisuudessa-syodaan.aspxMitä ja miten tulevaisuudessa syödään?
Luotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Luotettavalla-mittaustiedolla-on-olennainen-rooli-ilmastonmuutoksen-hillitsemisessä.aspxLuotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä
FinnCERES vie materiaalien biotalouden uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FinnCERES-vie-materiaalien-biotalouden-uudelle-tasolle-.aspxFinnCERES vie materiaalien biotalouden uudelle tasolle
Autonominen maailma on jo täällähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonominen-maailma-on-jo-taalla.aspxAutonominen maailma on jo täällä
Hyvää kaupunkielämää teknologian avullahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hyvaa-kaupunkielamaa-teknologian-avulla.aspxHyvää kaupunkielämää teknologian avulla
Digitalisaatio tasoittaa erojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
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
Kone on inhimillisempihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kone-on-inhimillisempi.aspxKone on inhimillisempi
Maailma paremmaksi hyvällä energiallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-paremmaksi-hyvalla-energialla.aspxMaailma paremmaksi hyvällä energialla
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Plasmakäsittely kirittää materiaalikehitystähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Plasmakasittely-kirittaa-materiaalikehitysta.aspxPlasmakäsittely kirittää materiaalikehitystä
S-ryhmä uskoo monikanavamalliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/S-ryhma-uskoo-monikanavamalliin.aspxS-ryhmä uskoo monikanavamalliin
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
Ydinjätehuollon uranuurtaja Posivahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinjätehuollon-uranuurtaja-Posiva.aspxYdinjätehuollon uranuurtaja Posiva
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
5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5Gn-avulla-liikenneturvallisuus-uudelle-tasolle.aspx5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasolle
Simon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Simon-Kos-Microsoft-Tekoaly-rynnii-potilaan-avuksi.aspxSimon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksi
Älyliikenteestä suomalaisia vientivalttejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alyliikenteesta-suomalaisia-vientivaltteja.aspxÄlyliikenteestä suomalaisia vientivaltteja
Avoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Avoimen-lahdekoodin-infrastruktuuri-sahkomekaanisen-alan-tuotekehityksessa.aspxAvoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessä
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille
Digikärjellä kaivokseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digikärjella-kaivokseen.aspxDigikärjellä kaivokseen
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Energiaministeri laajentaisi päästökauppaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaministeri-laajentaisi-paastokauppaa.aspxEnergiaministeri laajentaisi päästökauppaa
Energiavarastojen kysyntä kasvaa vauhdillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiavarastojen-kysynta-kasvaa-vauhdilla.aspxEnergiavarastojen kysyntä kasvaa vauhdilla
Matti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ennen-kuin-tieto-hukkuu-numeroihin.aspxMatti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihin
Hybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/hybridimenetelmilla-uusia-ratkaisuja-metallien-kierratykseen.aspxHybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseen
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
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
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Impulssi 2/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Joustavan energiatuotannon kärkimaaksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Joustavan-energian-karkimaaksi.aspxJoustavan energiatuotannon kärkimaaksi
Kaikki katseet uudistumiseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Kansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kansainvälinen-yrittäjyys-ei-toteudu-hetkessä-vaan-siihen-kasvetaan.aspxKansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaan
Kestävästi lankaa puukuidustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta