Therapieansprechen von Hirntumoren besser beurteilen mit KI

Therapieansprechen von Hirntumoren besser beurteilen mit KI

Automatisierte Bildanalyse hilft Hirntumoren automatisch zu erkennen und den kontrastmittel-anreichernden Tumoranteil und das peritumorale Ödem volumetrisch zu vermessen.

  • Datum:
    04.04.2019
  • Autor:
    S. Kohlstädt (mh/ktg)
  • Quelle:
    Deutsches Krebsforschungszentrum und Universitätsklinikum Heidelberg

Eines der wesentlichen Kriterien zur präzisen Beurteilung der Wirksamkeit einer neuen Therapie bei Hirntumoren ist die Wachstumsdynamik, die über MRT-Bildgebung ermittelt wird. Doch das manuelle Messen der Tumorausdehnung in zwei Ebenen in den kontrastverstärkten MRT-Aufnahmen ist fehleranfällig und führt leicht zu abweichenden Ergebnissen. „Das kann die Beurteilung des Therapieansprechens und in der Folge die Reproduzierbarkeit und Präzision von wissenschaftlichen Aussagen, die auf Bildgebung beruhen, negativ beeinflussen“, erklärt Martin Bendszus, Ärztlicher Direktor der Neuroradiologie am Uniklinikum Heidelberg.

KI-basiertes System basiert auf Standard-MRT

Ein Team vom Uniklinikum Heidelberg und dem Deutschen Krebsforschungszentrum hat ein neues Verfahren zur automatisierten Bildanalyse von Hirntumoren entwickelt. In ihrer aktuellen Arbeit zeigen die Autoren, dass anhand einer Standard-MRT sorgfältig trainierte maschinelle Lernverfahren das Therapieansprechen bei Hirntumoren verlässlicher und präziser wiedergeben als etablierte radiologische Verfahren – und damit einen wertvollen Beitrag zu einer individuell angepassten Behandlung der Tumoren liefern. Darüber hinaus ist das validierte Verfahren ein wichtiger erster Schritt zur automatisierten Hochdurchsatzanalyse medizinischer Bilddaten von Hirntumoren.

Training an 500 Fällen

Anhand einer Referenzdatenbank mit MRT-Untersuchungen von knapp 500 Hirntumorpatienten erlernten die Algorithmen unter Einsatz künstlicher neuronaler Netzwerke die Hirntumoren automatisch zu erkennen und zu lokalisieren. Außerdem wurden die Algorithmen darauf trainiert, den kontrastmittel-anreichernden Tumoranteil und das peritumorale Ödem volumetrisch zu vermessen und das Therapieansprechen präzise zu beurteilen.

Validierung an 2000 Fällen: Um ein Drittel verlässlicher

Die Ergebnisse wurden in Kooperation mit der European Organisation for Research and Treatment of Cancer (EORTC) umfassend validiert. „Die Auswertung von über 2.000 MRT-Untersuchungen von 534 Glioblastom-Patienten aus ganz Europa zeigt, dass unser computerbasierter Ansatz eine zuverlässigere Beurteilung des Therapieansprechens ermöglicht, als es mit der herkömmlichen Methode der manuellen Messung möglich wäre. Wir konnten die Verlässlichkeit der Beurteilung um 36 Prozent verbessern. Das kann für die auf Bildgebung basierende Beurteilung der Wirksamkeit einer Therapie in klinischen Studien von entscheidender Bedeutung sein. Auch die Vorhersage des Gesamtüberlebens war mit unserem neuen Verfahren exakter möglich“, erklärt Philipp Kickingereder, Erstautor der jetzt in Lancet Oncology veröffentlichten Studie.