AI skal hjælpe kirurger med at fjerne al kræft i første operation

Hvert år får cirka 35.000 danskere konstateret kræft, og de fleste af de patienter skal igennem en operation for at få fjernet kræften. Desværre oplever patienter med nogle kræfttyper i op til halvdelen af tilfældene, at det ikke med sikkerhed lykkes at fjerne alt kræftvæv i første operation.

Derfor må mange igennem genoperationer og tunge efterbehandlinger som strålebehandling og kemoterapi på grund af risiko for tilbagefald. Det har omkostninger for det enkelte menneske og for samfundet.

Præcision gennem avanceret billeddannelse og AI

Med et nyt dansk projekt med titlen AIMICS – An AI-driven Multidimensional Imaging Platform to Improve Cancer Surgery – vil forskerne udvikle en ny teknologi med et enkelt, men ambitiøst mål: At alt kræftvæv fjernes i den første operation, som patienten går igennem.
Projektet kombinerer teknologier som 3D-ultralyd, midt-infrarød billeddannelse, mikro-CT og kunstig intelligens for at give kirurger et mere præcist beslutningsgrundlag, når de står ved operationsbordet.

Teknologien kan bruges under kræftkirurgi til på operationsstuen at fastslå, om man har fået fjernet al kræften. I dag venter man en uge til 14 dage på at få analyseret det, man har skåret væk. Men med projektets teknologi kan man lave en analyse på operationslejet og med det samme tage stilling til, om der er behov for at fjerne mere, eller man kan færdiggøre operationen.

”For patienterne er det helt afgørende, at vi kan gøre dem raske ved første operation uden behov for dobbelt behandling med mange senfølger. Med denne teknologi håber vi, at kirurgen kan få et langt mere præcist beslutningsgrundlag under operationen og dermed øge sandsynligheden for, at al kræft fjernes med det samme. Det kan både forbedre overlevelsen og forbedre livskvaliteten for kræftpatienter,” siger Tobias Todsen, klinisk professor på DTU og overlæge på Afdeling for Øre-Næse-Halskirurgi og Audiologi på Rigshospitalet.

En vigtig forudsætning for projektet er adgang til billeddata af høj kvalitet kombineret med biologisk og medicinsk viden om kræft.

”AI er et centralt fundament for projektet. Vi kan kun gennemføre projektet med brug af AI-baserede metoder, som kræver data – særligt billeddata – af høj kvalitet. En stor del af projektet bliver at indsamle, annotere og kombinere de forskellige datasæt for at kunne træne præcise AI-modeller, som kan anvendes direkte i klinikken. Vores ambition er, at patienter bliver scannet med ultralyd og midt-infrarød spektroskopi, og billederne herfra vil give et præcist mål for, om alt kræft er fjernet efter få minutter,” siger Anders Dahl, professor og sektionsleder for Visual Computing på DTU Compute.

Teknologien testes i første omgang på patienter med mund- eller hudkræft, men potentialet rækker langt bredere til andre kræftformer, hvor der bliver opereret. Hvis projektet lykkes, vil det betyde højere overlevelsesrater, bedre livskvalitet for patienterne og markante besparelser i sundhedsvæsenet. Og det tegner godt. De foreløbige kliniske forsøg viser, at den nye teknologi kan forbedre den kirurgiske succesrate op til 93 procent.

Samarbejde på tværs er afgørende

Bag projektet står et partnerskab bestående af Rigshospitalet, DTU og virksomheden 3Sonic, som Tobias Todsen er medstifter af.

”Vi står i en tid, som stiller store krav til forandring i fremtidens sundhedsvæsen. Det betyder, at det er afgørende, vi nedbryder siloer og tænker nyt. Hvis vi skal have et bæredygtigt sundhedsvæsen om 20 år, skal vi blive langt bedre til at samarbejde på tværs af discipliner – blandt andet mellem læger og ingeniører, og det er det her projekt et rigtig godt eksempel på," siger Tobias Todsen.

Partnerne bidrager med forskellige kompetencer:

• Rigshospitalet bidrager med klinisk ekspertise.
• DTU leverer den tekniske specialistviden.
• 3Sonic sikrer, at teknologien kan opskaleres og udbredes til gavn for flest muligt.

Projektet bliver udviklet som led i TUH, Technical University Hospital - et samarbejde mellem Region Hovedstaden, Region Sjælland og DTU, der er oprettet for at koble klinisk praksis og ingeniørvidenskab tættere sammen til gavn for patienterne.

Fakta

AIMICS – An AI-driven Multidimensional Imaging Platform to Improve Cancer Surgery
Projektet gennemføres i en periode på fem år og er støttet af Innovationsfonden med en investering på ca. 30 mio. kr.

I projektet bygges der blandt andet videre på erfaringer med anvendelsen af avanceret røntgen- og neutronstråling til at analysere små vævsprøver i 3D og i langt højere billedopløsning end de analyseredskaber, som ellers er tilgængelige i den kliniske forskning. Pilotprojekterne blev udført som en del af et større EU-projekt ved navn HALRIC. Den avanceret røntgen- og neutronstråling er kendt fra forskningsanlæggene ESS og MAX IV i Lund i Sverige.