AI – VÄGEN MOT ATT HITTA PROSTATACANCER VIA SCREENING

15 oktober, 2019

Ämnen i artikeln

TEXT OCH FOTO: CARIN TELLSTRÖM

Ett nationellt screeningprogram för prostatacancer, på samma sätt som för bröst- och livmoderhalscancer – skulle rädda tusentals liv. Men kunskaperna är ännu inte tillräckliga, något som ett forskningsprojekt på Karolinska vill ändra på, och där röntgenläkarna får hjälp av artificiell intelligens.

Att sticka blint i prostatan efter ett visst schema, utan att ha en aning om var tumören sitter, och helt enkelt chansa på att träffa på cancern med provtagningsnålen. Det är metoden som gäller i dag för att hitta prostatacancer.

De olika diagnosmetoder som finns tills buds ger visserligen en fingervisning om vilka personer som kan ha drabbats av prostatacancer, och därmed vems prostata som ska stickas med provtagningsnålen.

Men samtidigt är alla de diagnosmetoder som används i dag långt ifrån tillräckliga för att Socialstyrelsen ska godkänna dem för ett nationellt screeningprogram.

Sticker man blint i prostatan efter ett visst schema, vilket görs i dag, vet man inte var tumören sitter

Men med hjälp av kombinationen magnetkameraundersökningar och artificiell intelligens, AI, hoppas nu ett forskarlag på Karolinska kunna hitta en viktig pusselbit mot att kunna starta ett fungerande screeningprogram. Ett projekt som nyligen startade:

– Vi vill skapa ett verktyg, en artificiell intelligens, med oöverträffad diagnostikförmåga. Den ska vida överträffa en erfaren specialist inom radiologi, med flera års erfarenhet av att tolka magnetkameraundersökningar för prostatacancer, säger Patrick Masaba, ST-läkare inom radiologi på Karolinska Universitetssjukhuset, samt doktorand inom medicinsk AI vid KI. Han fortsätter:

– På lång sikt, om vi lyckas, ska denna AI bidra till en säkrare och snabbare handläggning av en patientgrupp där tidssparande är av absolut yttersta vikt.

Fredrik Jäderling, till vänster, och Patrick Masaba.

De två metoder som i dag finns för att kolla om män har drabbats av prostatacancer är dels PSA-prov, det vill säga ett blodprov som mäter mannens PSA-värde, vilket är ett enzym som finns hos alla män. Samt dels den så kallade Stockholm-3-modellen. Också det ett blodprov, men som kombinerar analysen av genetiska markörer med ålder, tidigare vävnadsprov, familjehistoria och läkarens bedömning av prostatan.

Det som forskargruppen på Karolinska nu kommer att prova är en förlängning av de båda metoderna, allt för att smalna ner antalet män med risk för att ha prostatacancer. En metod som inbegriper både blodprov, magnetkamera och ultraljud.

Metoden då, hur ser den ut? Jo, ett första blodprov ger en bild av vilka män som är i riskzonen för prostatacancer. Visar de biokemiska och genetiska markörerna i blodprovet på en ökad risk för prostatacancer görs en magnetkameraundersökning av prostatan.

Prostatan har markerats med rött för att lära datorn exakt var den finns. De svarta fläckarna är cancer.

På magnetkamerans bilder ritas därefter både prostatan och tumörmisstänkta områden in, dessa områden matchas sedan med ultraljudsbilder av prostatan. På det sättet skapas en betydligt bättre bild av prostatacancern, och provtagningsnålen kan sättas betydligt exaktare än dagens metod där läkarna på måfå tar biopsier med provtagningsnålen.

– Om man sticker blint i prostatan efter ett visst schema, vilket görs i dag, vet man inte var tumören sitter. Man chansar helt enkelt på att hitta cancer, men risken är att man missar cancern med nålen. Jämför med kvinnor med bröstcancer, i stället för att ta en bild av bröstet skulle man sticka i bröstet 20-40 gånger och hoppas på att hitta cancer, det är orimligt. Men det är vad man har gjort på män sedan 1990-talet, även om metoden har utvecklats och förfinats, säger Fredrik Jäderling, Institutionen för Molekylär Medicin och Kirurgi på KI.

Det låter förstås bra, men ett krux är bristen på radiologer som kan hitta de tumörmisstänkta områdena på magnetkamerabilderna.

– Ett mål med studien är att underlätta för radiologerna. Ska vi kunna klara av den ökade mängden magnetkameraundersökningar och riktade biopsier så behövs hjälp. Dels med att rita in prostatan på bilderna, och dels med att hitta de tumörmisstänkta områdena som biopsierna ska riktas mot, fortsätter Fredrik Jäderling.

Den har dessutom fördelen av att inte någonsin bli störd eller göra misstag

För att som radiolog bli expert på prostatacancer krävs mycket tid, engagemang och uppföljning av bedömningar av vad som blev cancer och inte, eftersom radiologer håller på med många olika typer av undersökningar. Varför bristen på specialiserade radiologer som inte kan detta, naturligtvis riskerar att cancern inte hittas i tid, menar Fredrik Jäderling.

– Dels behöver radiologen hjälp att hitta vad som är väsentligt i prostatan, det vill säga misstänkta tumörer. Men det behövs även ett utbildningsverktyg för nya radiologer, säger han.

Och det är där som den artificiella intelligensen, AI, kommer in. Tanken är att med hjälp av stora mängder bilder från magnetkameraundersökningar kunna utveckla en algoritm som kan läsa bilderna bättre än människan.

– Algoritmen kan hitta bildinformation som vi inte kan tolka, och har dessutom fördelen av att inte någonsin bli störd eller göra misstag som en radiolog skulle kunna göra i en stressig vardag, säger Fredrik Jäderling.

Studier på ett litet antal patienter visar redan i dag på goda resultat, men den studie som startar nu i höst blir större, på uppemot 3 000 patienter från hela Storstockholm.

Under våren tankades stora mängder befintliga bilder från magnetkameraundersökningar in i systemet, för att skapa algoritmen. I forskarlaget ingår AI-forskare från både industrin och vården, bland annat gällande AI-undersökningar kring bröstcancer.

Men kan studien leda till screening? Det är frågan som både allmänhet och vården vill ha svar på. De diagnostiska metoder som används i dag fungerar inte som screeningmetod eftersom de även hittar ”snälla” cancrar, vilket skapar onödig oro. Många män med snälla cancrar, som inte behöver behandling, följs i dag upp under många år, i onödan.

– Med en screeningalgoritm fångas inte de snälla cancrarna upp. Vi hittar det vi ska hitta, men inte det vi inte behöver hitta, säger Fredrik Jäderling och fortsätter:

– Men för att kunna skapa en möjlighet till screeningprogram så måste man veta att algoritmen fungerar och levererar, och det är det vi ska försöka göra nu. När man har sett att den fungerar skulle den gå att använda som ett hjälpmedel vid prostatascreening.

 

 

 

 

FAKTA PROSTATACANCERSTUDIEN:

  • Studien är ett samarbete mellan Karolinska Universitetssjukhuset, Karolinska institutes, SECTRA AB samt Centre for Medical Image Science and Visualization (CMIV), Analytic Imaging Diagnostic Arena(AIDA) samt Medtech 4 health.
  • Finansiärerna bakom Patrick Masabas doktorandprojekt, där studien ingår, är: Innovationsfonden-KI, Prostatacancerforbundet samt Medtech-4-Health, Sweden.

 

 

FAKTA AI: 

  • Neurala nätverk kallas den modell som används för att åstadkomma artificiell intelligens, AI, och har tagits fram för att efterlikna hur den mänskliga hjärnan fungerar. Nätverken är modellerade efter vanliga hjärnsynapser, det vill säga input-output i alla möjliga olika konstellationer, förgrenade med varierande grader av komplexitet.
  • De enklaste nätverken består av ett hundratal förgreningar, medan de största når upp över tiotusen till hundratusen förgreningar.
  • Nätverken funkar som en sil som filtrerar och kategoriserar information och bilder, gör ordning av kaos och bygger en egen logik/mönster för att sedan lösa uppgifter.
  • AI:n får input i form av stora mängder bilder och information som analyseras, AI:n får sedan själv gissa vilken bild som t ex föreställer en hund. Visar algoritmen en bild på en katt får den information om att det visserligen är ett däggdjur med fyra ben och svans, men att det inte är en hund. Information som samlas in av algoritmen. De punkter som fungerat bra, som däggdjur, svans, fyrbent, får större tyngd inför nästa försök. Repetition och positiv förstärkning är principen för AI:n.

Du kanske också är nyfiken på att läsa:

Karolinskas Green Team tar miljöarbetet till en ny nivå

Projektet Green Team kraftsamlar miljöaktiviteter inom ett av Tema Cancers patientområden. Följ med till deras möte där de letar lösningar på onödig kassering av cytostatika och hur man minskar antalet flygresor i arbetet.