Mit künstlicher Intelligenz Bauchspeicheldrüsenkrebs früher erkennen
Innerhalb des EU-finanzierten Projekts PANCAIM wird angestrebt, die Behandlung von Patientinnen und Patienten mit duktalem Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse zu revolutionieren. Über 90 % der Bauchspeicheldrüsenkrebsfälle brechen in dieser hochaggressiven und tödlichen Form des Bauchspeicheldrüsenkrebses aus. Seit Projektbeginn im Jahr 2021 wurde im Zuge von PANCAIM ein KI-Algorithmus entwickelt, der die Ärzteschaft dabei unterstützen soll, den Krebs früher zu erkennen und die Behandlung der Betroffenen zu personalisieren. Es ist davon auszugehen, dass bis 2030 Bauchspeicheldrüsenkrebs die zweithäufigste Todesursache im Zusammenhang mit Krebserkrankungen sein wird. Obwohl er weniger häufig als viele andere Krebsarten vorkommt, gehört er aufgrund seiner geringen Überlebensrate, die meist auf eine späte Diagnose und Behandlung zurückzuführen ist, sowohl bei Frauen als auch bei Männern zu den vier tödlichsten Krebsarten. PANCAIM arbeitet daran, dieses düstere Bild aufzuhellen, indem sich die Bestrebungen auf die drei Säulen der zukünftigen personalisierten Medizin stützen: radiologische und pathologische Daten in Kombination mit genomischen Informationen. Wie in einer kürzlich erschienenen Nachrichtenmeldung berichtet wird, sollen erstmals die Genomik des Bauchspeicheldrüsenkrebses, die Phänomik – die Bildanalyse und Integration biologischer Daten – und klinische Parameter mithilfe von KI optimiert und integriert werden. Die Projektarbeit stützt sich auf vier zentrale Konzepte der KI in der Gesundheitsversorgung: klinisches Fachwissen, große Mengen sorgfältig dokumentierter realer Daten, KI-Entwicklung und Medizintechnikunternehmen, um KI im Gesundheitswesen einzuführen. Der schwedische Projektpartner Collective Minds Radiology hat das PANCAIM-Cloud-Repository entwickelt, das eine breite Palette von Bildgebungs-, Genomik- und Klinik-Daten über das duktale Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse sammelt und bereitstellt. Sechs klinische Partner stellen fast 6 000 Patientendatensätze zur Verfügung, während drei Partner ihr Fachwissen über KI in der Gesundheitsversorgung in allen relevanten Behandlungsmodalitäten einbringen.
Bereits das kleine Übel erkennen
Im zweiten Projektjahr wurde ein wichtiger Meilenstein erreicht. Das Team von PANCAIM entwickelte den ersten unimodalen KI-Algorithmus, der in der Lage ist, auf Computertomografie-Bildmaterial kleine Krebsherde zu erkennen, die selbst von erfahrenen Radiologiefachleuten leicht zu übersehen sind. Dieser Algorithmus wurde nun exklusiv über eine Cloud-Plattform des deutschen Partners des Gemeinschaftsunternehmens, Siemens Healthineers, implementiert. Im Mai 2023 wurde der KI-Algorithmus bei einem realen Fall von Bauchspeicheldrüsenkrebs an der schwedischen Partneruniversität Karolinska-Institut eingesetzt, „womit einer breitangelegten Validierung der PANCAIM-KI-Algorithmen in der klinischen Routine der Weg bereitet wird“. Im Rahmen von PANCAIM ist nun beabsichtigt, unimodale KI-Algorithmen hochzuskalieren, um die Entwicklung multimodaler KI-Modelle zu fördern, die mehrere Arten oder Modi von Daten kombinieren, um genauere Diagnosen zu stellen. Prof. David Chang von der Universität Glasgow erklärt in der Nachrichtenmeldung: „Es ist unglaublich spannend, Teil dieses innovativen Gemeinschaftsunternehmens zu sein und die Möglichkeit zu sehen, Algorithmen der künstlichen Intelligenz auf klinisch generierte Daten aus der Radiologie, Pathologie und weitere experimentelle Daten wie etwa molekulare Profilerstellung anzuwenden, um von Bauchspeicheldrüsenkrebs Betroffene besser behandeln zu können.“
Mensch gegen Maschine
Im Zuge von PANCAIM (Pancreatic cancer AI for genomics and personalized Medicine) wird außerdem die erste umfassende Studie organisiert, in der Radiologiefachleute und KI bei der Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs verglichen werden. Die Studie mit dem Titel PANORAMA besteht aus zwei Teilstudien: einer KI-Studie, in der KI-Entwicklungsteams klinische Daten nutzen, um KI-Modelle zur Erkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs zu entwickeln, und einer Reader-Studie zur diagnostischen Genauigkeit, in der mehr als 40 internationale Radiologinnen und Radiologen gebeten werden, rund 400 Bauchspeicheldrüsenkrebsfälle aus mehreren Einrichtungen zu beurteilen. Fachleute für Abdominalradiologie, die routinemäßig mit Kontrastmittel erzielte Computertomografieaufnahmen bearbeiten und an der Teilnahme an der Reader-Studie interessiert sind, können sich über dieses Formular anmelden. Weitere Informationen: PANCAIM-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
PANCAIM, Krebs, Bauchspeicheldrüse, Bauchspeicheldrüsenkrebs, duktales Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse, künstliche Intelligenz, KI, Algorithmus, Radiologie