Danske forskere vil bruge robotteknologi og AI til diagnosticering og behandling af kræft

Kræft i de øvre luft- og fordøjelsesveje, f.eks. mundhulekræft eller spiserørskræft, er nogle af de mest almindelige typer kræft på verdensplan. I mange tilfælde bliver sygdommen desuden først opdaget sent, hvilket gør behandlingsmulighederne svære.

Det vil en gruppe europæiske forskere nu gøre noget ved.

Fem universiteter på tværs af Europa er gået sammen med en række hospitaler og private virksomheder for med robotteknologi og kunstig intelligens at forbedre metoderne til diagnosticering og behandling af kræft i de øvre luft- og fordøjelsesveje.

- AI og robotteknologi er efterhånden nået et modenhedsniveau, som gør, at vi kan tage det i brug i sundhedssektoren og rykke feltet til helt nye højder. Ved at behandle sygdomme hurtigere og bedre kan vi gøre noget ved kapacitetsproblemerne, reducere ventelister og i sidste ende redde liv, siger Thiusius Rajeeth Savarimuthu, der er professor i robotteknologi på Syddansk Universitet (SDU), leder af SDU Robotics og en af forskerne bag. 

AirCare, som forskningsprojektet hedder, er finansieret af EU og har et samlet budget på 58,9 millioner kroner. Det kommer til at løbe over de næste fire år, hvorefter projektpartnerne regner med at have en række produkter, der er klinisk testet og klar til CE-godkendelse.

Diagnose i realtid

Forskerne fra Syddansk Universitet har specifikt fået ansvar for at udvikle en sensor, en såkaldt SmartProbe, som vil kunne bruges til diagnosticering af kræft i stedet for vævsprøver, også kendt som biopsier.

Udfordringen med biopsier i dag er, at de kan være fysisk indgribende for patienten, idet man går ind og fjerner væv. Men vigtigere endnu kan de skabe ventetid, fordi prøverne kræver efterfølgende analyse i et laboratorium.

Det kommer SDU-forskernes sensor ud over. SmartProben kan passere igennem en kikkertslange, måle de elektriske egenskaber ved det mistænkelige væv og ved hjælp af en algoritme stille en diagnose i realtid, helt uden at skulle skære eller klippe væv væk.

- Når det foregår i realtid, vil man kunne lave mange flere prøver af vævet og få svar med det samme. Det betyder også, at man i modsætning til biopsien, som kun analyserer ét punkt, vil kunne tegne et omrids af det kræftramte væv, siger Zhuoqi Cheng, der er lektor i robotteknologi på SDU og en anden af projektets forskere.

- Omridset af kræftvævet kan bruges til at bestemme, hvor fremskreden kræften er, og så kan det være meget vigtig viden i den efterfølgende operation. 

Med tiden vil sensoren også kunne bruges som et instrument under selve fjernelsen af det kræftramte væv, så man sikrer sig, at man får det hele med. For patienter med kræft i de øvre luft- og fordøjelsesveje er tilbagefald nemlig ikke ualmindelige.

Derudover vil forskerne bruge kontrolmekanismer hentet fra robotteknologien, så det bliver muligt for én person alene at betjene SmartProben. Biopsier udføres i dag ofte af flere sundhedsfaglige.

Sensoren vil i øvrigt også være billig at producere, siger forskerne.

Kombineres med kikkertslange

Tanken er, at SmartProben fra SDU skal kombineres med kameraet på kikkertslangen, som italienske forskere arbejder på. Kikkertslangen skal også bruge kunstig intelligens til at analysere væv, men i stedet for elektriske impulser skal den alene kigge på billeder af vævet.

Som det er i dag, vil det ofte være en kirurg og en sygeplejerske, som i første omgang med en kikkertundersøgelse inspicerer de øvre luft- og fordøjelsesveje for kræft. Hvis noget ser mistænkeligt ud, kan de så sende en lille tang ned igennem kikkertslangen og tage en vævsprøve.

Med forskernes nye løsning vil den kunstige intelligens assistere kirurgen med den første visuelle inspektion og komme med vurderinger af vævet baseret på træningsdata. Herefter kan personalet vælge at sende SmartProben igennem kikkertslangen for at bekræfte diagnosen.

Andre grupper i forskningsprojektet vil desuden udvikle nye metoder til selve kræftkirurgien, bl.a. med brug af laser og robotteknologi.

Etik og patientsikkerhed

Det giver næsten sig selv, at der er mange etiske overvejelser, når man introducerer robotter og kunstig intelligens i behandlingen af alvorlige sygdomme som kræft. Derfor er patientsikkerheden også en topprioritet i projektet, siger forskerne.

- Det er ret unikt, at man i ét forskningsprojekt går fra udvikling af teknologi over kliniske forsøg og næsten helt frem til CE-mærkning af produktet. Det betyder, at vi om fire år har en teknologi, der virker, og alt det svære arbejde med dokumentation er klaret. Men det betyder også, at vi nødt til at tænke etik, jura og godkendelser ind helt fra begyndelsen, siger Thiusius Rajeeth Savarimuthu.

Der er da også tilknyttet både en etisk ekspert og en juridisk rådgiver som partnere i projektet, og allerede nu har de lagt en masse etiske krav ned over teknologien.

For eksempel vil forskerne indlejre sikkerhedsmekanismer i den kunstige intelligens, så algoritmerne udelukkende kan bruges til det, de er beregnet til, og ikke f.eks. andre patientgrupper.

Forskerne vil også lægge vægt på, at det skal være såkaldt ’forklarlig AI’, lyder det fra Zhuoqi Cheng:

- Det er vigtigt, at der er en gennemsigtighed i algoritmerne, så man altid kan se, hvordan de er kommet frem til de resultater, de kommer frem til. Samtidig skal de også selv komme med en vurdering af, hvor sikre de er på deres resultat. Så hvis man med kikkertslangen undersøger et område, vil den f.eks. sige, at her er der med 80% sandsynlighed kræft, siger forskeren.

Med andre ord vil det fortsat være lægerne, der stiller diagnosen. De vil blot få hjælp af den nye teknologi til at gøre det hurtigere og mere præcist.

Fakta om projektet

AirCare er et forskningsprojekt, støttet af EU’s Horizon Europe-program. Projektet har et samlet budget på 7,9 millioner euro eller lige knap 59 millioner kroner.

Målet er ved hjælp af robotteknologi og kunstig intelligens at forbedre metoderne til diagnosticering og behandling af kræft i de øvre luft- og fordøjelsesveje, som f.eks. mundhulekræft og spiserørskræft, der er nogle af de mest almindelige typer kræft på verdensplan.

Partnerne i projektet er: Italian Institute of Technology (lead), Syddansk Universitet (SDU), University of Leuven, Sant'Anna School of Advanced Studies, University of Genoa, IDIBAPS, EL.EN. SPA, BARCO NV, Austrian Center for Medical Innovation and Technology, TIMELEX og Inventya Ventures Limited