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Automatic Polyp Detection System

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Das magische Auge der Koloskopie: neue Software erkennt mehr Läsionen

Dem World Cancer Research Fund zufolge ist Darmkrebs weltweit die dritthäufigste Krebserkrankung. Dank einer innovativen Software könnte es jetzt möglich werden, bei der Koloskopie präkanzeröse Läsionen zu erkennen und die Inzidenz von Darmkrebs dadurch zu senken.

Gesundheit

Darmkrebsuntersuchungen werden üblicherweise mit einer Koloskopie durchgeführt. Dabei spielen immer die individuelle Anatomie sowie die Qualität der Vorbereitung des Darmes eine Rolle. Obwohl der technologische Fortschritt eine Verbesserung der Visualisierung und Auflösung über beispielsweise optische Hilfsmittel oder durch Endoskopaufsätze erreicht hat, gibt es bei diesem Verfahren noch immer Schwachstellen, sodass bis zu 20 % aller Polypen unerkannt bleiben. Dadurch gibt es jedes Jahr in Europa über 44 500 Fälle von Krebserkrankungen, die vermeidbar wären.

Koloskopie mit künstlicher Intelligenz

Darum hat das EU-finanzierte Projekt Magentiq Eye LTD ein automatisches Polypendetektionssystem (APDS) entwickelt, das in Echtzeit verdächtige Läsionen markiert, die dann genauer untersucht und entfernt werden können. Hierbei handelt es sich um ein KI-System, das Ärzte mithilfe von Deep Learning und Bilderkennung bei der Koloskopie unterstützt. „Das APDS fungiert als zusätzliches Auge, das alle Polypen oder Läsionen markiert, die während der Untersuchung auf dem Bildschirm der Mediziner auftauchen“, erklärt der Projektkoordinator und CEO von Magentiq Eye LTD, Dror Zur. Das Produkt besteht aus einem Zusatzgerät, welches das digitale Videoausgangssignal der Endoskopkamera aufnimmt und in Echtzeit durch einen Algorithmus mit Deep Learning und Bilderkennung laufen lässt, der mit einer Gesichts- oder Mustererkennung vergleichbar ist. Das System markiert dann verdächtige Regionen auf dem Hauptbildschirm. Der Arzt wird darauf aufmerksam und kann sofort die Stelle heranzoomen, um sie sich genauer anzusehen und zu entscheiden, ob das Gewebe entfernt werden muss. Außerdem kann das APDS auch offline bei Videoaufzeichnungen von Koloskopien verwendet werden und dort nach Polypen suchen, die übersehen wurden. Das System gibt dann ein Video der Regionen aus, in denen verdächtiges Gewebe gefunden und markiert wurde. So könnte der Anteil übersehener Polypen sinken und damit schlussendlich auch die Entstehung von Krebs reduziert werden. Vorläufige Daten zur Leistung der Offline-Variante des Polypendetektionssystems zeigen in der Läsionserkennung eine Sensitivität von 90 % und eine Spezifizität von über 98 %. Im Vergleich zur konventionellen Koloskopie kann das APDS die Erkennungsrate von Polypen um etwa 9 % und die von Adenomen um 3 % erhöhen. Wichtig ist dabei, dass sich die diagnostischen Fähigkeiten des Algorithmus verbessern, je mehr relevante Daten er analysiert, genau wie bei einem menschlichen Arzt, der aus Erfahrung lernt.

Zukunftsaussichten

Über die Laufzeit von MagentiqEye haben die Partner finanzielle Mittel für eine Machbarkeitsstudie eingeworben, um die technische Realisierbarkeit und die Marktreife nachweisen zu können. Sie führten eine Analyse durch, um den Markt zu verstehen, potenzielle Kunden zu identifizieren und Prozesse für die zukünftige Markteinführung und Distribution abzustecken. Durch die Einbeziehung zentraler Meinungsführer aus Europa und den Vereinigten Staaten (USA) konnten die Partner das Produkt nach den Bedürfnissen der Endnutzer ausrichten, den Geschäftsplan des Unternehmens optimieren und eine detaillierte Analyse der Preissensibilität erstellen. Durch all diese Ergebnisse ließ sich leichter herausfinden, welche zusätzlichen technologischen Eigenschaften zur Unterstützung des APDS noch gebraucht würden. Zudem bildeten sie die Grundlage für klinische Studien. Bisher haben drei medizinische Zentren in Israel, Europa und den USA ihre Teilnahme an einer klinischen Echtzeitstudie für das System zugesagt, die nach Freigabe durch die FDA 2020 beginnen wird. Mit Blick auf die Zukunft äußert sich Zur zuversichtlich: „Die weitere Entwicklung der APDS-Technologie wird die Produktleistung noch weiter verbessern und künstliche Intelligenz in der Koloskopie selbstverständlich machen, wodurch Fehler minimiert werden.“ Langfristig werden die Erkennungsrate von Adenomen dadurch verbessert und die Darmkrebsprävention vorangebracht.

Schlüsselbegriffe

MaqentiqEye, automatisches Polypendetektionssystem (APDS), Koloskopie, Polyp, Darmkrebs, KI, Software

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