Yapay Zeka ve Kanser Teşhisi

Kanser çağımızın en ciddi ve tehlikeli hastalıklarından biridir. Hatta tarihsel açıdan ele alırsak eski hastalıklardan biri de sayılır. Çünkü eski zamanda yaşamış insanların cesetleri ya da dinozor fosilleri incelendiğinde tümör bulguları tespit edilmiştir. Bu hastalık üzerinde bilim insanları yıllardır araştırma yapmakta ve farklı tedaviler denemektedir. Sağlık sistemi ilerledikçe uygulanan tedaviler değişmekte hatta daha da gelişme kaydetmektedir. Bu gelişmeler sayesinde eski yıllara göre daha olumlu sonuçlar alınmaktadır. Artık hastaların yaşam süreleri uzamakta hatta erken teşhis ile bu hastalıktan tamamen kurtulmaktadır. Erken teşhis dedik. Bu kısım en önemli ve hayati bir durumdur. Başta da dediğimiz gibi insanların kurtulmasında çok büyük bir rol oynamaktadır. Ve bu kısımda yapay zeka gibi farklı yollar da düşünülmektedir.

Günümüzde yapay zeka algoritmaları çok sayıda veriyi işleyerek anlamlı sonuçlar elde etmektedir. Bir sistemi ya da durumu tanımlayan her türden verileri, doğru yöntemlerle bir araya getirerek makine öğrenmesi modelleri oluşturabiliyoruz. Hatta sayısal olarak ifade edilemeyen insan sezgilerinin ve tecrübelerinin bilgisayarlara aktarılabilmesi bile sağlanmaktadır. Kısacası tüm bu verilerden elde edilen sonuçlarla makine ya da bilgisayarlar, yeni veriler üzerinde nokta atışı tahminlerde bulunmaktadır. Kanserin teşhis sürecinde de uzmanlar tarafından benzer bir yöntem izleniyor. Hastaya yapılan tetkiklerin sonucunda oluşturulan veriler analiz ediliyor ve uzman, tıbbi bilgi ve tecrübelerine göre hastanın kanser olup olmadığı konusunda bir teşhiste bulunuyor. Buradan yola çıkılarak, benzer süreçler izlendiği için yapay zekanın teşhis kısmını rahatça yapabileceği düşünülmektedir. Fakat gerçekler hiç de öyle değildir ve kanseri teşhis etmenin genel bir prosedürü bulunmamaktadır. Çünkü kanser diğer hastalıklar gibi değildir. Kanseri oluşturan hücreler temelde vücudun kendi öz hücreleridir. Ve bu hücreler dolaşım sistemi ile vücudun başka bölgelerine taşınmaktadır. Bu yüzden tümör gelişimini başından itibaren tespit edip takip etmek kolay olmuyor. Ayrıca tümör erken evrelerde saptansa bile kanserli olup olmadığı hemen tespit edilemiyor. Boyutları da kötü mü yoksa iyi huylu olduğu konusunda da bizlere net bilgi vermemektedir.

Yapay zeka ile kanser üzerinde etkili çalışmalar yapabilmenin bir engeli de her durumda yeteri kadar gerçek veriye ulaşılamıyor olmasıdır. Bazı araştırmacılar bu sorunu gerçek verilerin olası özelliklerini taklit eden sentetik veriler üreterek aşmaya çalışsa da, gerçeğe daha yakın sonuçlar için doğrudan hastalardan ve vakalardan elde edilen verilerin kullanılması gerekiyor. Bunlar için MR, CT gibi yöntemlerden veriler alınmaktadır.

Peki yapay zeka açısından imkansız bir durum mu? Tabiki hayır. Çünkü yeni araçlar ile veri okumanın ötesine gitmekteyiz. Örneğin, IBM tarafından geliştirilen ve doğal dil işleme yöntemlerini etkili bir şekilde kullanan “Yapay Zeka Doktoru” Watson, incelediği klinik verilerle birlikte, doğrudan hasta tarafından aktarılan hastalık deneyimlerini ve doktorların bulgular üzerindeki soru ve gözlemlerini de analiz etmekte ve bunları kanserin teşhisinde bir etmen olarak kullanmaktadır. Bunların yanında ayrıca Watson’a kan testi sonuçları, patoloji ve tümör boyutu yeri ve türü hakkında bilgi veren görüntüleme raporları, genetik mutasyon durumları gibi çok sayıda veri yüklendi ve bunların hepsi literatür taramaları ile birleştirildi. Ama şu an için Watson sadece kanser türlerinin teşhisi ve farklı tedavi yöntemleri hakkında bilgiler vermektedir.

Başka Çalışmalar

Peki şu anda sadece Watson mı görev başında? Hayır. Gelin şimdi diğer yapılan çalışmalara göz atalım.

Google AI bünyesinde geliştirilen ve LYNA (Lymph Node Assistant) adı verilen derin öğrenme programı; metastatik tümörleri, hücre görüntüleri ve patolojik verileri inceleyerek %99 oranında tespit edebildiği duyurlmuştur. Başka bir çalışma Annals of Medicine’da yayınlanmıştır. Kanserli dokuları saptamak için evrişimsel sinir ağlarını (Convolutional Neural Network) kullanan bir yapay zeka çalışmasıdır. 100 binden fazla dermoskopik görüntüyle eğitilen yapay zekanın, cilt kanseri sürecinde karşılaşılan iyi huylu ve kötü huylu tümörleri birbirinden ayırt etmede önemli bir başarı gösterdiğine değinilmiştir.

Başka bir çalışmada da öncü olan Google, gerçek zamanlı görüntü analizi ve makine öğrenmesi uygulamalarını tek bir prototip üzerinde bir araya getirmiş, artırılmış gerçeklik mikroskobu ile moleküler düzeyde incelemeler yapmıştır.

İsviçre merkezli araştırma şirketi Sophia Genetics, kansere sebep olabilecek genetik mutasyonları tespit eden bir yapay zeka tabanlı bir kanser testi geliştirmiştir. Türkiye’den de benzer çalışmalar gelmektedir. Maltepe Üniversitesi Kanser ve Kök Hücre Araştırma Merkezi, karaciğer kanserinin tanı ve tedavisinde doktorlara rehber olabilecek yapay zeka tabanlı bir yazılım geliştirmiştir.

MIT Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı ile Massachusetts Genel Hastanesi’nde görevli kişiler meme kanserini daha önceden tespit edebilecek derin öğrenmeye dayalı yeni bir model geliştirmiştir. Ve daha yeni çalışmalar da ortaya konulmaktadır.

Sonuç olarak yapay zeka çalışmaları hayatımızda daha çok yer almakta ve yaşam standartlarımızı yükseltmede yardımcı olmaktadır. Elbette yapay zekanın geçmişi, tıp ve mühendislik alanlarına göre oldukça kısadır. Ama kısa sürede büyük bir yol kat etmiştir. Ve bu hızla gelecekte de daha güzel işlere imza atacaktır.

Hep birlikte o güzel günleri görmek dileğiyle…

Kaynakça ve İleri Okumalar:

Artificial Intelligence–Based Breast Cancer Nodal Metastasis Detection: Insights Into the Black Box for Pathologists
Man against machine: AI is better than dermatologists at diagnosing skin cancer
Deep learning algorithm does as well as dermatologists in identifying skin cancer
An Augmented Reality Microscope for Cancer Detection
Swiss Multi-Cancer Diagnostic Test Approved in Europe
Türk hekimlerden karaciğer kanseri teşhisinde önemli çalışma
https://medium.com/deep-learning-turkiye/yapay-zeka-kanseri-yenebilir-mi-ab399ca17747
https://www.hospitalmanager.com.tr/yapay-zeka-ve-kanser/

Resim İçin Kaynakça: