Pålitelig KI til mammografiundersøkelser

Vi utvikler maskinlæringsmetoder for å forbedre og effektivisere det offentlige Mammografiprogrammet i Norge.

Brystkreft er den krefttypen som rammer flest kvinner i Norge. Hvis den oppdages tidlig, vil færre bli alvorlig syke og flere vil overvinne sykdommen. Derfor inviteres alle kvinner i Norge mellom 50 og 69 år annethvert år til røntgenundersøkelse gjennom Mammografiprogrammet.

Hvert bilde blir gransket av to uavhengige røntgenleger, som er spesialister på mammografi. Under 1% av personene som deltar i undersøkelsen får påvist brystkreft, så røntgenlegene bruker mye tid på å undersøke bilder av friske mennesker.

Mye forskning er gjort på maskinlæring for automatisk deteksjon av kreft i mammogrammer, og nå er de beste modellene like nøyaktige som menneskelige eksperter. Ved å automatisere deler av screeningarbeidet frigjøres det tid og ressurser, og gjør det mulig for legene å bruke mer tid på pasienter som trenger videre oppfølgning eller som faktisk er syke.

Bildet viser et røntgenbilde av et bryst. Her illustreres to-trinns modellen som finner kreft. Den første modellen plukker ut det røde kvadratet som mistenkelig område og den andre finner kreften.
Bildetekst: Et mammogram som viser to-trinns modellen for screening. Den første modellen identifserer området i den røde ruta som mistenkelig, og den andre modellen finner det spesifikke området og markerer det med en rød prikk. Bilde: NR/Kreftregisteret.

Tilpasningsdyktige modeller

I samarbeid med Kreftregisteret jobber vi med å utvikle metoder og modeller for KI-basert analyse av mammogrammer tilpasset det norske Mammografiprogrammet.

Gjennom MIM-prosjektet (2018-2022) ble det samlet inn et stort datasett fra mammografi-programmet som vi brukte til å utvikle en prototype til en modell. Denne ble kun trent opp med informasjon om hvilke bilder som viste tegn til kreft, og modellen måtte identifisere områdene uten videre veiledning.

Målet med AIforScreening er å videreføre dette arbeidet, og undersøke hvordan metodene kan gjøres mer robuste over tid, ettersom utstyr og opptaksbetingelser forandrer seg. I tillegg ser vi på hvordan tidsserier av undersøkelser kan bidra til sikrere identifikasjon av sykdommen, og hvordan KI-modeller kan integreres slik at samvirket mellom radiologer og modeller blir best mulig.

En to-trinns modell for nøyaktige undersøkelser

Det er viktig at modellene ikke blir såkalte svarte bokser som kun produserer bastante konklusjoner uten noen form for transparens. Modellene bør også gi rom for en grad av usikkerhet og peke ut hvor en eventuell kreft er plassert i brystet. Dette arbeidet har en dobbel verdi i prosjektet. Det gjør at modellene vi utvikler blir mer forståelige og forklarbare, samtidig som modellene selv har nytte av forklaringene.

Vi har utviklet to samarbeidende modeller, der den ene peker ut området som ligner mest på kreft, og den andre zoomer inn og undersøker området nærmere. Denne to-trinns metoden har blitt presentert på NORA-konferansen og er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nordic Machine Intelligence. Vår modell viste resultater som var på linje med en radiolog, og produserte bedre resultater enn det kommersielle produktet vi sammenlignet med.

Prosjekt: AIforScreening: Robust and trustworthy AI for breast cancer screening

Partner: Kreftregisteret

Finansiering: Norges forskningsråd

Periode: 2021 – 2025

Ressurser

Two-stage mammography classification model using explainable-AI for ROI detection – Nordic Machine Intelligence, 17.11.2023 – engelsk tekst.

Maskinlæring i Mammografiprogrammet (MIM) – prosjektside

Om Mammografiprogrammet – kreftregisteret.no