Presejalni programi za raka dojk so na splošno učinkoviti, vendar še vedno ni jasno, ali je enoten interval presejanja, ki velja za vse ženske, optimalen. Rešitev bi lahko predstavljalo personalizirano presejanje, pri čemer bi se interval presejanja za vsako žensko prilagodil glede na njeno individualno ogroženost za raka dojk (ORD).
V smeri potencialne uresničitve personaliziranega presejanja je bil primarni cilj te doktorske disertacije razvoj naprednega modela za napovedovanje ORD, ki temelji na metodah globokega učenja (GU) in je posebej optimiziran za slovensko populacijo, pri čemer izkorišča vse razpoložljive informacije iz rutinskih 2D mamogramov, pridobljenih v okviru presejalnega programa.
Najprej smo na podatkih iz slovenskega presejalnega programa DORA validirali model MIRAI, ki velja za najboljši javno dostopen model za napovedovanje ORD, in potrdili učinkovitost, primerljivo z drugimi presejalnimi programi. Pri analizi smo ugotovili, da se MIRAI pri napovedovanju ORD osredotoča tudi na klinično nerazložljiva območja v pektoralni mišici (PM). Zato smo postavili hipotezo, da izključitev območja PM med učenjem modela na mamografskih slikah lahko privede do boljšega napovedovanja ORD. Za odstranjevanje PM iz mamogramov smo razvili segmentacijski model z integriranim mehanizmom označevanja slabih segmentacij, ki temelji na oceni negotovosti s pomočjo metode Monte Carlo.
Rezultati učenja in validacije modela na mamogramih z odstranjeno PM so pokazali boljše rezultate za napovedovanje ORD s prediktivnim horizontom do 5 let. Ker so ti modeli lahko občutljivi na realistične spremembe, ki izhajajo iz fizikalnega ozadja zajemanja slik in bioloških variacij, smo njihov vpliv sistematično ovrednotili s pomočjo kontroliranega spreminjanja vhodnih slik. Za povečanje zaupanja in klinične sprejemljivosti smo izvedli tudi longitudinalno interpretabilnostno študijo, v kateri smo preučili, kako se sčasoma spreminja odvisnost modela glede na dojko, v kateri se bo sčasoma razvil rak.
Ugotovitve in tehnične inovacije, predstavljene v tej disertaciji, pomembno prispevajo k razvoju personaliziranega presejanja raka dojk v Sloveniji. Pred dejansko implementacijo modelov za napovedovanje ORD, ki temeljijo na GU, pa so potrebni rezultati prospektivnih kliničnih študij.
|