Бельгийскими учеными создана компьютерная система выявления артрита у детей с 90% точностью, только по анализу крови

Команда бельгийских исследователей из Института Биотехнолоий (VIB) и Католического Университета Лювена (KU Leuven) разработала алгоритм машинного обучения, который может выявлять артрит у детей с почти 90% точностью, основываясь исключительно на анализе крови. 

Новые результаты открывают путь к использованию машинного обучения для более быстрой диагностики и прогнозирования того, какие пациенты с ювенильным артритом будут лучше всего реагировать на различные виды лечения.

Практическая важность новой разработки

Ювенильный идиопатический артрит является наиболее распространенным ревматоидным заболеванием у детей, но симптомы, степень тяжести и развитие могут варьироваться в широких пределах. Это разнообразие затрудняет раннюю классификацию пациентов и выбор оптимального лечения. Как правило, с момента обращения в клинику и до постановки правильного диагноза проходит около полугода.

При этом ребенку приходится проходить множество различных видов обследования, таких как УЗИ суставов, МРТ, комплекс биохимических анализов крови и т.д. Некоторые исследования необходимо выполнять повторно в процессе постановки правильного диагноза.

Проблема заключается еще и в том, что существует несколько форм ювенильного идиопатического артрита (ЮИА):

• олигоартикулярный ЮИА;
• полиартикулярный ЮИА;
• артрит с энтезитом;
• псориатический артрит;
• системный ЮИА.

По своим проявлениям эти формы могут мало отличаться друг от друга, а вот в плане выбора правильной тактики лечения отличия могут быть очень существенными.

Чтобы улучшить диагностику и лечение, команда исследователей из Института Биотехнологий (VIB), Университетской школы (KU Leuven) и Университетского госпиталя (UZ Leuven) города Лювена в Бельгии подробно описала иммунную систему сотен детей с ювенильным артритом и без него.

Путь к выбору лучшего варианта лечения

«Мы взяли образцы крови более чем у 100 детей, две трети из которых имели ювенильный артрит. Мы проанализировали иммунную систему детей более подробно, чем когда-либо прежде, и выпустили алгоритмы машинного обучения на этих данных», — объясняет Эрика Ван Ниувенхове (VIB-KU Leuven), ведущий автор исследования. 

Результаты иммунологических показателей крови у детей анализировались системой Искусственного Интеллекта на основе существующей в институте Лювена облачной нейросети. Закономерности соотношений этих показателей с поставленными в итоге диагнозами и стали основой нового алгоритма.

Результаты оказались ошеломительными — алгоритм был приблизительно на 90% точным в определении, у каких детей был артрит. 

«Мы полагались исключительно на информацию об иммунной системе, независимо от симптомов или других клинических данных. Этот результат показывает, что анализ иммунологических параметров в сочетании с машинным обучением предлагает огромный потенциал для ранней диагностики различных форм ювенильного идиопатического артрита», — сказал профессор Адриан Листон (VIB-KU Leuven).

Ученые надеются, что результаты этого исследования помогут улучшить варианты лечения пациентов в долгосрочной перспективе. «Инструмент нуждается в дальнейшей проверке, но нет никаких научных препятствий для быстрого перевода этого подхода в клинику. Мы могли бы использовать этот тип подробной классификационной информации и анализа машинного обучения с течением времени, чтобы выяснить, какие пациенты будут лучше всего реагировать на конкретные виды лечения», — говорит профессор Карин Ваутерс (UZ Leuven), которая отвечала за клинические исследования в этой научной работе. 

Надежды и перспективы

Представленный бельгийскими учеными программно-аппаратный комплекс, помимо удобного и недорогого процесса диагностики, открывает недоступные ранее возможности по достаточно точному, а главное быстрому дифференцированию различных типов ЮИА.

Это, в свою очередь, дает возможность не только повышать эффективность лечения, но и сделать его намного дешевле путем исключения ненужных и сложных диагностических процедур.

Внедрение нового метода в клиническую практику станет огромным шагом вперед для ревматологии не только в Бельгии, но и по всей Европе.