W obliczu zagrożeń radiacyjnych i potrzeby szybkiego reagowania na katastrofy nuklearne powstało narzędzie, które może zmienić medycynę ratunkową – program MaksChroms. Aplikacja ta, opracowana przez zespół naukowców z Polski we współpracy z partnerami z Niemiec i Japonii, wykorzystuje zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji, by szybko i precyzyjnie liczyć uszkodzone chromosomy.
To przełom nie tylko technologiczny, ale i strategiczny w ocenie skutków napromienienia u poszkodowanych.
Biodozymetria: o co chodzi?
Biodozymetria to metoda szacowania dawki promieniowania na podstawie zmian w komórkach ciała, najczęściej krwi.
Zamiast mierzyć promieniowanie w otoczeniu, patrzymy, co zostawiło ono po sobie w tkankach. Tak jak dendrolog bada słoje drzewa po suszy, tak badacz radiologii liczy zmienione chromosomy z dwoma centromerami, zwane dicentrykami.
Jest to jedna z najbardziej wiarygodnych metod oceny ekspozycji na promieniowanie jonizujące, stosowana po wypadkach, aktach terroru czy w kontrolach medycznych.
MaksChroms – jak działa?
Tradycyjnie liczenie uszkodzonych chromosomów odbywało się pod mikroskopem ręcznie – żmudne, pracochłonne i subiektywne. MaksChroms wykorzystuje sieć neuronową – podobne algorytmy są stosowane m.in. do rozpoznawania twarzy czy znaków drogowych. Program pracuje w dwóch etapach:
- najpierw wycina pojedyncze chromosomy ze zdjęcia metafazy komórki, czyli momentu, gdy DNA jest najbardziej skondensowane,
- potem dwoma niezależnymi modułami sprawdza obecność centromerów. Wynik jest wiarygodny tylko, gdy oba analizujące „spojrzenia” się zgadzają.
To podejście umożliwia rozwiązanie problemu trudnych zdjęć, gdzie chromosomy nachodzą na siebie lub są słabo widoczne. Działa zarówno w trybie automatycznym, jak i półautomatycznym, dając operatorowi możliwość korekty wyników.
Testy i skuteczność
Algorytm przetestowano na ponad 14 tysiącach zdjęć z bazy MULTIBIODOSE, z których kilka tysięcy zostało wcześniej ręcznie oznaczonych przez ekspertów.
Średni błąd wyniósł 0,42 grejów (Gy), co jest porównywalne z rozrzutem między ocenami ludzi. Co istotne, MaksChroms precyzyjnie wskazuje swoje ograniczenia: przy niskich dawkach może zawyżać liczbę uszkodzeń, a przy bardzo wysokich – niedoszacowywać.
To systematyczne błędy, które można wyeliminować w laboratoriach przez indywidualne krzywe kalibracyjne – standard w biodozymetrii.
Trzy kluczowe zalety MaksChroms
- Szybkość działania: Możliwość analizy dużych partii zdjęć w krótkim czasie – kluczowa w sytuacjach kryzysowych, np. po awariach czy aktach terroru.
- Powtarzalność: Wynik dla tego samego obrazu jest niemal taki sam przy kolejnych analizach, co jest niezbędne do porównywania serii badań i audytów jakości.
- Otwarty kod źródłowy: Narzędzie jest bezpłatne i może być dostosowywane do specyfiki laboratoriów, co zwiększa jego zasięg i potencjał rozwoju.
Wsparcie specjalistów i ratownictwa
MaksChroms nie zastąpi eksperta, ale odciąży go w najbardziej pracochłonnym etapie – dokładnym liczeniu chromosomów.
Specjalista może skoncentrować się na interpretacji danych i decyzjach klinicznych. W kryzysie szybkie przypisanie pacjentów do kategorii napromienienia (np. <1 Gy, 2–3 Gy, >4 Gy) pozwala na efektywne planowanie pomocy medycznej i ratownictwa.
Polskie centrum innowacji
Za rozwój MaksChroms odpowiadały polskie instytucje:
- Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego – koncepcja, opracowanie danych, trening i walidacja algorytmów, wdrożenie procedur biodozymetrii.
- Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej – ekspertiza w zakresie testu dicentrycznego, kalibracje dawki, kontrola jakości.
- Wydział Lekarski UW – kliniczne wsparcie, interpretacja wyników i protokoły opieki.
- Robotec.ai – optymalizacja modeli sieciowych, integracja i interfejs użytkownika.
- Instytut Biologii Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach – kompetencje biologiczne, cytogenetyczne i kontrola jakości.
CYNICZNYM OKIEM: MaksChroms jest przykładem, jak AI może stać się nie zagrożeniem, lecz sprzymierzeńcem człowieka. W świecie, gdzie nadmiar danych i presja czasu często przeważają, program ten pozwala ratownikom i naukowcom skupić się na tym, co najważniejsze: szybkiej i skutecznej pomocy. To narzędzie nie wypiera ekspertów – podnosi ich efektywność i precyzję.
W czasach, gdy każdy błąd może kosztować ludzkie życie, a katastrofy radiacyjne nie są już tylko fikcją, MaksChroms to sukces, który zasługuje na uwagę nie tylko naukowców, ale całej medycznej społeczności i służb bezpieczeństwa publicznego.
