Verbesserte Lungenkrebs-Diagnostik mit KI

Eine neue, KI-basierte Plattform ermöglicht besonders schnelle und präzise Analysen von Gewebsschnitten bei Patienten mit Lungenkrebs. Entwickelt wurde sie an der Uniklinik Köln.

Das Bild zeigt, wie der Algorithmus die initiale Aufarbeitung des typisch gefärbten Gewebsschnittes (links) macht und eine Karte erstellt, in der verschiedene Gewebstypen in unterschiedlichen Farben zu sehen sind (alle Gewebstypen, die man in Gewebsschnitten insgesamt finden kann, werden von dem Algorithmus detektiert). Blau ist der Tumor, in diesem Fall ein Adenokarzinom der Lunge. Orange in der Umgebung des Tumors ist das peritumorale Bindegewebe, also die Mikroumgebung des Tumors mit Immunzellen. ©Dr. Yuri Tolkach/Cell Reports Medicine


Ein Team von Wissenschaftlern der Medizinischen Fakultät und der Uniklinik Köln, geleitet von PD Dr. Yuri Tolkach und Prof. Dr. Reinhard Büttner, hat eine digitale pathologische Plattform entwickelt, deren Technologie auf Künstlicher Intelligenz (KI) basiert. Die Plattform nutzt neue, von dem Team entwickelte Algorithmen und ermöglicht eine voll automatisierte Analyse von Gewebsschnitten von Patienten mit Lungenkrebs. Digitalisierte Gewebeproben können mit der Plattform schneller und präziser, als es bisher möglich war, am Computer auf Lungentumore analysiert werden. Die Ergebnisse ihrer Forschung wurden unter dem Titel ,Next generation lung cancer pathology: development und validation of diagnostic and prognostic algorithms‘ im Fachjournal Cell Reports Medicine veröffentlicht.

Lungenkrebs zählt zu den häufigsten Krebserkrankungen beim Menschen und weist eine sehr hohe Sterblichkeitsrate auf. Heute ist die pathologische Untersuchung bei Patienten mit Lungenkrebs entscheidend für die Auswahl der Therapie. Zudem können Pathologen molekular spezifische genetische Veränderungen feststellen, die eine personalisierte Therapie ermöglichen. In den letzten Jahren erlebte die Pathologie eine digitale Transformation. Typische Gewebsschnitte werden digitalisiert und heute auf dem Bildschirm eines Computers analysiert. Die Digitalisierung ist entscheidend für die Anwendung fortgeschrittener analytischer Methoden, wie beispielsweise KI. Durch den Einsatz von KI lassen sich aus pathologischen Gewebsschnitten zusätzliche Informationen über die Krebserkrankung gewinnen, die ohne die KI-Technologie nicht bekannt geworden wären.

„Darüber hinaus zeigen wir, wie die Plattform für die Entwicklung von neuen klinischen Tools genutzt werden könnte“, so der Oberarzt und Leiter der Studie, PD Dr. Yuri Tolkach vom Institut für Allgemeine Pathologie und Pathologische Anatomie der Uniklinik Köln. Die neuen Tools könnten nicht nur die Diagnosequalität verbessern, sondern auch neue Arten von Informationen über die Erkrankung der Patienten liefern, beispielsweise wie der Patient auf eine Therapie anspricht, so Tolkach.

Um die breite Anwendbarkeit der Plattform zu belegen, wird das Forschungsteam zusammen mit fünf pathologischen Instituten aus Deutschland, Österreich und Japan eine Validierungsstudie durchführen.

Die Publikation steht hier zur Verfügung.

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