Jedes Jahr erkranken mehr als 18 Millionen Menschen weltweit an Krebs, bis 2040 wird diese Zahl voraussichtlich auf 30 Millionen steigen. Gleichzeitig wird ein erheblicher Mangel an Arbeitskräften im Gesundheitswesen erwartet. Künstliche Intelligenz (KI) kann eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung dieser Herausforderungen spielen. Bereits heute kommt KI eine Schlüsselrolle im Kampf gegen Krebs zu – von der Früherkennung über die Entscheidungsfindung und Therapieplanung bis hin zur eigentlichen Therapie und Nachsorge.
Anders als der Mensch ermüdet Künstliche Intelligenz nicht und liefert stets die gleiche, standardisierte Qualität, auch nach einem langen Arbeitstag. Dadurch können bestimmte Aufgaben, die in der klinischen Routine viel Zeit in Anspruch nehmen, automatisiert und standardisiert werden. Dies entlastet Ärzt*innen von mühsamen und sich wiederholenden Aufgaben und ermöglicht gleichzeitig Patient*innen eine präzise Diagnose und Behandlung. Dies ist bei der Krebsbehandlung von entscheidender Bedeutung: Je früher und genauer Krebs diagnostiziert wird, desto höher sind die Heilungschancen und damit auch die Chance auf eine höhere Lebensqualität. Ein weiterer Vorteil einer früheren Diagnose und Behandlung besteht darin, dass die finanziellen Auswirkungen von Krebs erheblich verringert werden können. Denn in einem frühen Stadium sind die Kosten für eine Behandlung geringer und Betroffene können schneller an ihren Arbeitsplatz zurückkehren.
Im Bereich der Früherkennung und Diagnose hat Siemens Healthineers eine Reihe von Assistenzsystemen entwickelt, die Arbeitsabläufe beschleunigen, insbesondere bei der Diagnose und Behandlung von Krebs. Basierend auf Deep-Learning-Algorithmen bieten diese „AI-Rad Companion“-Anwendungen für Ärzt*innen eine Vielzahl von Funktionen , wie das Hervorheben von Anomalien, die Segmentierung von Anatomien und den Vergleich von Ergebnissen mit Referenzwerten. Die Automatisierung durch KI ermöglicht mehr Zeit für individuelle Patient*innen, die von einer frühzeitigen Diagnose und, falls erforderlich, Behandlung profitieren können. Studien haben gezeigt, dass die durchschnittliche Interpretationszeit für Radiolog*innen um etwa 22 Prozent gesenkt werden kann, wenn KI zur Unterstützung beim Auslesen von Computertomographie (CT)-Bildern des Brustkorbs eingesetzt wird.
Lungenkrebs ist weltweit die Krebserkrankung mit der höchsten Sterblichkeit. KI kann Radiolog*innen bei der Diagnose unterstützen, indem sie Lungenknoten auf CT-Bildern automatisch erkennt und markiert. Dies ermöglicht eine frühere Behandlung, was die Effizienz der Lungenkrebsvorsorge erhöht. Auch in den Folgesitzungen nach einem Befund kann die KI-gestützte Software eingesetzt werden. Die Überwachung und der Vergleich von Tumoren im Laufe der Zeit ist sehr arbeitsintensiv und daher kostspielig. Bei der Nachsorge können Patient*innen nach bestimmten Rastern neu gescannt werden, um vergleichbare Bilder zu erhalten. Der KI-basierte Algorithmus AI-Rad Companion Chest CT kann auch Zufallsbefunde für andere Bereiche, etwa zu einer Verkalkung der Aorta, liefern, die zuvor nicht bekannt waren.
Im Fall von Prostatakrebs, bei dem die Magnetresonanztomographie (MRT) in der Regel die bevorzugte Bildgebungsmethode ist, hat Siemens Healthineers den AI-Rad Companion Prostate MRI entwickelt, um Radiolog*innen bei der Biopsie zu unterstützen. Die Software führt automatische Segmentierung und Volumenabschätzung der Prostata durch und berechnet auf Basis des prostataspezifischen Antigens (PSA) die PSA-Dichte. Radiolog*innen können Läsionen und andere Ziele manuell markieren und charakterisieren sowie Kommentare hinzufügen. Die Ergebnisse können mit Ultraschallbildern zur Biopsieführung fusioniert werden.
Bei Strahlentherapien ist ein sorgfältig erstellter Behandlungsplan entscheidend. RapidPlan™, die wissensbasierte Planung von Varian, einem Unternehmen von Siemens Healthineers, ist ein Tool für maschinelles Lernen, das Best Practices aus vorherigen erfolgreichen Behandlungsplänen untersucht und wissensbasierte Behandlungsmodelle erstellt. Diese RapidPlan-Modelle helfen bei der schnellen Erstellung und Validierung neuer hochwertiger Behandlungspläne auf der Grundlage gemeinsamer Fachkenntnisse. Zudem bietet Siemens Healthineers verschiedene KI-basierte Autokonturierungs-Lösungen an, um die Konturierung der Risikoorgane zu automatisieren und die Präzision zu verbessern. Die Rolle der künstlichen Intelligenz endet aber nicht mit der Behandlungsplanung – sie kann auch die individuelle Krebsbehandlung unterstützen. Während einer Bestrahlung können anatomische Veränderungen im Tumor und im umliegenden gesunden Gewebe auftreten. Adaptive Therapie ermöglicht es, diese Veränderungen innerhalb weniger Minuten zu berücksichtigen, indem für individuelle Patient*innen täglich ein neuer Bestrahlungsplan erstellt wird, der auf den aktuellen anatomischen Bildern basiert. Dies minimiert die Auswirkungen auf andere Gewebe und Organe und optimiert die Behandlung.
Die Beispiele zeigen, wie Künstliche Intelligenz Ärzt*innen im täglichen Kampf gegen den Krebs unterstützen kann – durch eine frühere und präzisere Diagnose sowie eine schnellere und genauere Therapieplanung und Behandlung für Patient*innen.
Disclaimer:
Die hier erwähnten Produkte und Lösungen sind nicht in allen Ländern verfügbar. Ihre zukünftige Verfügbarkeit kann nicht garantiert werden.
Next-Gen AI ist eine Option und verfügbar mit Transpara®, einem Drittanbieterprodukt, powered by FusionAI™, ScreenPointMedical. Diese Funktion ist optional verfügbar mit MAMMOVISTA B.smart™MAMMOVISTA B.smart ist nicht in allen Ländern erhältlich.
© 2023 Varian Medical Systems, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Varian und Varian Medical Systems sind eingetragene Marken und RapidPlan und Ethos Therapy sind Marken von Varian Medical Systems, Inc. Die Namen anderer Unternehmen und Produkte, die in diesem Dokument erwähnt werden, dienen nur zu Identifikationszwecken und können Marken oder eingetragene Marken der jeweiligen Eigentümer sein.
Autokonturierungs-Lösungen sind für verschiedene klinische Umgebungen verfügbar: Direkt auf SOMATOM go.Sim und SOMATOM go.Open Pro, auf der Workstation mit syngo.via RT Image Suite oder als cloudbasierte Lösung mit AI-Rad Companion Organs RT.
Dies ist eine Kurzfassung eines Artikels von Kathrin Palder, erschienen auf Siemens Healthineers Perspective. Den Originalartikel finden Sie hier: https://www.siemens-healthineers.com/deu/perspectives/AI-cancer-care
Quellen:
https://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-statistics/worldwide-cancer/incidence#heading-One (Zugriff am 7. Februar, 2023)
https://www.who.int/news/item/03-02-2017-early-cancer-diagnosis-saves-lives-cuts-treatment-costs (Zugriff am 28. März, 2023)
https://www.ajronline.org/doi/10.2214/AJR.22.27598 (Zugriff am 24. Februar, 2023)
https://www.wcrf.org/cancer-trends/worldwide-cancer-data/ (Zugriff am 10. März, 2023)
https://pubs.rsna.org/doi/10.1148/radiol.2018181371 (Zugriff am 8. Februar, 2023)
https://www.bmj.com/content/371/bmj.m4087 / https://www.lshtm.ac.uk/newsevents/news/2020/every-month-delayed-cancer-treatment-can-raise-risk-death-around-10 (Zugriff am 8. Februar, 2023)
1 AI-Rad Companion besteht aus mehreren Produkten, die eigenständige (medizinische) Geräte sind. AI-Rad Companion ist nicht in allen Ländern erhältlich. Die zukünftige Verfügbarkeit kann nicht garantiert werden.
2 Transpara von Screenpoint medical ist ein Produkt eines Drittanbieters. Es ist nicht in allen Ländern erhältlich. Die zukünftige Verfügbarkeit kann nicht garantiert werden.
3 Autokonturierungslösungen sind für verschiedene klinische Umgebungen verfügbar: Direkt auf SOMATOM go.Sim und SOMATOM go.Open Pro, auf der Workstation mit syngo.via RT Image Suite oder als cloudbasierte Lösung mit AI-Rad Companion Organs RT.