Doorbraak in Chinese AI kan baanbrekend zijn voor vroege kankerdetectie

Doorbraak in Chinese AI kan baanbrekend zijn voor vroege kankerdetectie

HANGZHOU -- In een baanbrekende ontwikkeling voor medisch Met behulp van kunstmatige intelligentie hebben Chinese onderzoekers een systeem onthuld dat maagkanker in een vroeg stadium kan detecteren via standaard CT-scans. Deze doorbraak zou de detectie van kanker wereldwijd kunnen veranderen.

De doorbraak komt op het moment dat Chinese wetenschappers en technologiebedrijven wereldwijd het voortouw willen nemen in op AI gebaseerde gezondheidszorg, met verstrekkende gevolgen voor de miljoenen mensen die risico lopen op deze dodelijke ziekte.

Het GRAPE-model, ontwikkeld door een samenwerking tussen het Zhejiang Cancer Hospital en Alibaba's DAMO Academy, vertegenwoordigt een grote stap voorwaarts in de vroege detectie van kanker.

De studie, die vorige week werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Medicine, laat zien hoe kunstmatige intelligentie (AI) maagtumoren kan identificeren op CT-beelden zonder contrastmiddel. Deze methode werd tot nu toe als relatief ineffectief beschouwd voor de screening op maagkanker.

Maagkanker blijft een van de meest dodelijke vormen van kanker, vooral in Azië. Volgens het Nationaal Kankercentrum van China registreert het land jaarlijks 360.000 nieuwe gevallen en 260.000 sterfgevallen, waarbij diagnoses in een laat stadium bijdragen aan een sombere vijfjaarsoverleving van minder dan 30 procent.

Patiënten die in stadium één worden gediagnosticeerd, hebben daarentegen een overlevingskans van meer dan 90 procent. Traditionele screeningsmethoden zijn echter afhankelijk van invasieve endoscopieën, die duur en oncomfortabel zijn en deelname vaak afschrikken.

De GRAPE pakt deze uitdagingen aan door routinematige CT-scans, die al veel worden gebruikt in ziekenhuizen en klinieken, in krachtige screeningtools.

"Het identificeren van maagkanker met behulp van AI-algoritmen is een enorme uitdaging, omdat er grote verschillen zijn in de uitzetting en vorm van de maag", aldus Xia Yingda, algoritme-expert van het Medical AI Team van de DAMO Academy.

De AI is getraind op basis van bijna 100.000 scans van 20 medische centra in China en behaalde een gevoeligheid van 85,1 procent bij het opsporen van tumoren in een vroeg stadium. Daarmee overtreft het systeem menselijke radiologen ruimschoots.

"We vergeleken CT-scans met contrastversterkte straling met CT-scans zonder contrastvloeistof, waardoor de AI zeer nauwkeurige informatie kon verkrijgen en de locaties van maagkanker nauwkeurig kon identificeren", legt Xia uit, de eerste medeauteur van het artikel.

In praktijkproeven in twee ziekenhuizen verhoogde het systeem de detectiepercentages tot wel 24,5 procent. Opvallend is dat ongeveer 40 procent van de gedetecteerde gevallen maagkankerpatiënten zonder symptomen betrof, aldus de studie.

"Het AI-model maakt voor het eerst beeldgebaseerde maagkankerscreening mogelijk", aldus Cheng Xiangdong, hoofdonderzoeker van het Zhejiang Cancer Hospital.

"Zelfs de meest geavanceerde en precieze chirurgische behandelingen kunnen immers niet tippen aan de effectiviteit van vroege diagnose en behandeling", aldus Cheng.

Het onderzoeksteam analyseerde retrospectief de CT-beelden van 11 patiënten vóór de diagnose maagkanker en ontdekte dat het AI-model maagkanker 2 tot 10 maanden eerder kon detecteren.

Bij een 45-jarige patiënt, bij wie lokaal gevorderde maagkanker was vastgesteld, was zes maanden eerder een CT-scan zonder contrastmiddel ondergaan voor een andere ziekte zonder gastro-intestinale symptomen. Het AI-model bleek op dat moment in staat om tekenen van maagkanker te detecteren.

Cheng zei dat GRAPE al is ingezet in ziekenhuizen in de provincies Zhejiang en Anhui in Oost-China. Er zijn plannen voor bredere promotie, zowel nationaal als internationaal.

Deze doorbraak volgde op het eerdere succes van China met PANDA, een AI-model dat is ontworpen om alvleesklierkanker, een van de ongrijpbaarste doodsoorzaken in de geneeskunde, op te sporen via gewone CT-beelden.

PANDA toonde een gevoeligheid van 92,9 procent en een specificiteit van 99,9 procent voor kankerdetectie in klinische studies. De implementatie ervan zou met name in regio's met een laag inkomen waar geavanceerde screeningsmethoden niet beschikbaar zijn, een enorme verandering teweeg kunnen brengen, wat de kosten aanzienlijk zou kunnen verlagen.

MEER INZET

Steeds meer Chinese onderzoekers maken gebruik van AI om ernstige gezondheidsproblemen aan te pakken. De systemen worden al gebruikt bij toonaangevende instituten zoals het Peking Union Medical College Hospital en het Ruijin Hospital in Shanghai.

De eerste gebruikt AI om te screenen op cognitieve stoornissen die verband houden met beroertes, de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Parkinson, terwijl de tweede - RuiPath, ontwikkeld door Huawei - pathologische preparaten analyseert om laesies te lokaliseren. Daarmee wordt de diagnosetijd voor één preparaat teruggebracht tot slechts enkele seconden.

In april meldde een team van het kankerziekenhuis van de Chinese Academie voor medische wetenschappen in Nature Communications dat zij een AI-algoritme hadden gebruikt om de nauwkeurigheid van baarmoederhalskankerscreening te verbeteren en deze te evenaren of zelfs te overtreffen, net als menselijke experts.

Het systeem is met name waardevol gebleken bij het ondersteunen van beginnende pathologen en helpt bij het verminderen van diagnostische fouten in regio's met beperkte toegang tot specialisten.

Deze innovaties weerspiegelen China's strategische investering in de ontwikkeling van AI-oplossingen voor de gezondheidszorg. DAMO's pilotprogramma's hebben "één scan voor meerdere controles" bereikt met één CT-scan zonder contrastmiddel. Hiermee zijn kankers in een vroeg stadium opgespoord, zoals alvleesklierkanker, maagkanker, slokdarmkanker, colorectale kanker en leverkanker, chronische ziekten zoals osteoporose en leververvetting, en acute aandoeningen zoals het aortasyndroom.

DAMO PANDA is in april officieel aangemerkt als een baanbrekend apparaat door de Amerikaanse Food and Drug Administration.

Met behulp van DAMO PANDA heeft het People's Hospital Affiliated with Ningbo University ruim 40.000 mensen gescreend. Daarbij werden twee vroege gevallen van alvleesklierkanker opgespoord die bij routinematige tests niet waren opgemerkt. Het ging onder meer om een afwijking van 1,5 centimeter die vervolgens operatief werd behandeld.

"AI geeft de geneeskunde een nieuwe kijk op de wereld", aldus Xia. "Waar mensen subtiele signalen in complexe scans over het hoofd zouden zien, bieden deze modellen consistente, onvermoeibare analyses, en ze worden alleen maar beter."