Un modelo de IA predice el riesgo de cáncer de mama a 5 años a partir de mamografías

Se predice que aproximadamente el 13 % de las mujeres estadounidenses, o una de cada ocho, desarrollarán cáncer de mama invasivo a lo largo de su vida, y 1 de cada 39 mujeres (3 %) sucumbirá a la enfermedad, según la Sociedad Estadounidense del Cáncer. La mamografía sigue siendo una herramienta vital para la detección temprana del cáncer de mama y ofrece la ventana de tratamiento más eficaz. Las citas periódicas para mamografías pueden reducir significativamente los riesgos de mortalidad por cáncer de mama. No obstante, el desafío sigue siendo predecir con precisión qué personas contraerán cáncer de mama únicamente mediante métodos de detección. Mirai, un algoritmo avanzado de aprendizaje profundo, ha sido reconocido por su capacidad para predecir el riesgo de cáncer de mama, aunque su proceso de toma de decisiones sigue sin explicarse en gran medida, lo que genera riesgos de dependencia excesiva y diagnósticos erróneos por parte de los radiólogos. Ahora, los investigadores han desarrollado un modelo de inteligencia artificial (IA) innovador e interpretable capaz de predecir el riesgo de cáncer de mama a cinco años basándose en el análisis de mamografías.

En el estudio, investigadores de la Universidad de Duke (Durham, Carolina del Norte, EUA) realizaron un estudio comparativo utilizando su modelo de aprendizaje profundo recientemente ideado, denominado AsymMirai, frente a las evaluaciones de riesgo de cáncer de mama de uno a cinco años de Mirai. AsymMirai hereda su "frontal" de aprendizaje profundo de Mirai, pero incorpora un módulo interpretable llamado disimilitud bilateral local, que se centra en el contraste de tejido entre los senos izquierdo y derecho. Este estudio analizó 210.067 mamografías de 81.824 pacientes del conjunto de datos de imágenes Emory Breast (EMBED) que abarca desde enero de 2013 hasta diciembre de 2020, empleando los algoritmos Mirai y AsymMirai.

Los hallazgos revelaron que el modelo simplificado de aprendizaje profundo, AsymMirai, casi igualaba el rendimiento del algoritmo Mirai de última generación en la predicción del riesgo de cáncer de mama de uno a cinco años. Además, este estudio destacó la importancia de la asimetría bilateral como indicador clínico vital, lo que sugiere su potencial como un nuevo marcador de imágenes para evaluar el riesgo de cáncer de mama. La transparencia detrás del proceso de toma de decisiones de AsymMirai lo convierte en una herramienta invaluable para los radiólogos, ya que mejora la precisión del diagnóstico del cáncer de mama y la predicción de riesgos.

"Podemos, con una precisión sorprendentemente alta, predecir si una mujer desarrollará cáncer en los próximos 1 a 5 años basándose únicamente en diferencias localizadas entre el tejido mamario izquierdo y derecho", afirmó el autor principal del estudio, Jon Donnelly, BS, doctorando del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Duke. "Esto podría tener un impacto público porque, en un futuro no muy lejano, podría afectar la frecuencia con la que las mujeres reciben mamografías".

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Universidad de Duke