Fujitsu und das Southern Tohoku General Hospital starten gemeinsame Forschung

Fujitsu und das Southern Tohoku General Hospital gaben kürzlich den Start eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit Fujitsu Japan Limited und FCOM CORPORATION (FCOM) über eine KI-Technologie zur Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs anhand von Computertomographien (CT) ohne Kontrastmittel (kontrastfreie CT-Scans) ab dem 1. April 2022 bekannt.

Die neue KI-Technologie wurde mit Daten von 300 anonymisierten CT-Bildern von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs trainiert, die vom Southern Tohoku General Hospital zur Verfügung gestellt wurden. Sie bietet eine optimale Bildanalysemethode, die auf der Form von Organen und Krebstumoren basiert. Das gemeinsame Forschungsprojekt stellt einen neuen Ansatz für die Anwendung von KI-Technologie zur Unterstützung von Ärzten bei der Erkennung von frühen Anzeichen von Bauchspeicheldrüsenkrebs auf CT-Scans dar.

Fujitsu und das Southern Tohoku General Hospital werden im Rahmen dieser gemeinsamen Forschung klinische Studien durchführen, um die neu entwickelte KI weiter zu verbessern. Somit soll eine Technologie zur Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs geboten werden, die zur Verbesserung der Lebensqualität jedes Patienten beitragen kann.

Die relative 5-Jahres-Überlebensrate für Menschen, bei denen Bauchspeicheldrüsenkrebs diagnostiziert wird, liegt bei elf Prozent¹. Damit ist sie niedriger als bei anderen Krebsarten, da es sich um die am schnellsten wachsende Krebsart handelt, die im Allgemeinen schwer zu erkennen ist. Da sich die Bauchspeicheldrüse im tiefsten Teil des menschlichen Körpers befindet, bemerken die Betroffenen oft keine Symptome und unterziehen sich daher oft erst dann einer freiwilligen medizinischen Untersuchung, wenn der Krebs bereits fortgeschritten ist. Die Tatsache, dass die gesamte Bauchspeicheldrüse mit einfachen bildgebenden Verfahren wie dem Bauchultraschall nur schwer sichtbar gemacht werden kann und die betroffenen Körperteile schwer zu identifizieren sind, erschwert die Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs zusätzlich.

Die Entwicklung von Technologien, die in der Lage sind, mikroskopische Anzeichen von Krebs anhand von Bildgebungsdaten zu erkennen und die Verbesserung der Testmöglichkeiten werden eine wichtige Rolle bei der Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs spielen, so die Forscher.

Ziel dieser gemeinsamen Forschung ist die erfolgreiche Entwicklung einer KI-Technologie, die Anzeichen von Bauchspeicheldrüsenkrebs nicht nur aus kontrastverstärkten CT-Scans (Scans, bei denen Kontrastmittel verwendet werden, um Organe besser sichtbar zu machen), sondern auch aus nicht kontrastverstärkten CT-Scans (Scans, bei denen keine Kontrastmittel verwendet werden) erkennen kann, um letztlich die Frühdiagnose betroffener Patienten unabhängig von den Symptomen von Bauchspeicheldrüsenkrebs zu unterstützen.

Die präzise und frühzeitige Erkennung von Anzeichen für Bauchspeicheldrüsenkrebs in kontrastlosen CT-Scans ist aufgrund des geringen Kontrasts der Bilder und der unklaren Grenzen zwischen der Bauchspeicheldrüse und anderen Organen eine komplizierte Aufgabe. Um dieses Problem zu lösen, wollen Fujitsu und das Southern Tohoku General Hospital eine KI-Technologie entwickeln, die den Bereich der Bauchspeicheldrüse (gelb markierter Teil in Abbildung 1) identifizieren und die mutmasslich von Krebs befallenen Teile (rot markierter Teil in Abbildung 1) erkennen kann. Die Technologie erreicht dies, indem sie die Kontinuität zwischen den vorderen und hinteren Querschnittsbildern unter Berücksichtigung der anatomischen Gewebeverbindung schätzt und automatisch eine dreidimensionale Analyse unter Einbeziehung der vorderen und hinteren Querschnittsbilder in Bereichen mit starker Kontinuität und eine planare Analyse in Bereichen mit schwacher Kontinuität durchführt.

Die Partner werden die neu entwickelte Technologie auch in der klinischen Praxis einsetzen, um typische Anzeichen von frühem Bauchspeicheldrüsenkrebs zu lokalisieren, einschliesslich Tumoren und Pankreasgangerweiterungen, die oft schwer zu erkennen sind, sowie für Befunde, die eine klinische Nachsorge erfordern, wie Zysten und lokale Atrophie der Bauchspeicheldrüse.

Das Southern Tohoku General Hospital und Fujitsu werden ihre Zusammenarbeit mit Fujitsu Japan und FCOM fortsetzen. Die Partner werden im Rahmen ihres gemeinsamen Forschungsprogramms weitere klinische Verifizierungstests durchführen mit dem Ziel, im Geschäftsjahr 2022 eine verbesserte KI-Technologie für die praktische Anwendung bereitzustellen. Fujitsu möchte darüber hinaus einen Beitrag zur Schaffung einer gesunden Gesellschaft leisten, indem es die Ergebnisse dieser Forschung auf eine breite Palette von medizinischen und gesundheitsfördernden Dienstleistungen als Teil seiner Vision für «Healthy Living» unter seiner globalen Geschäftsmarke FUJITSU Uvance anwendet.

¹Die Überlebensrate von Menschen, bei denen Bauchspeicheldrüsenkrebs diagnostiziert wurde, liegt bei 11 Prozent:

Das Japanische Nationale Krebszentrum hat die tatsächliche relative 5-Jahres-Überlebensrate für Menschen mit Bauchspeicheldrüsenkrebs nach der Diagnose in ausgewiesenen Krankenhäusern in ganz Japan gezählt und veröffentlicht.

https://ganjoho.jp/public/qa_links/report/hosp_c/hosp_c_reg_surv/index.html (auf Japanisch)

²Nichtkontrast-CT-Scans können helfen, Bauchspeicheldrüsenkrebs in einem frühen Stadium zu diagnostizieren:

Journal of Medical Science: Daizo Fukushima, et al. "Characteristic Radiological Features of Retrospective Diagnosed Pancreatic Cancers", Pankreas, Band 49, Nummer 1, Januar 2020.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31856082/

³Konvergierende Technologien:

Fortgeschrittene Technologien, die Informatik und Wissen aus den Geistes- und Sozialwissenschaften miteinander verbinden und auf die Lösung vielfältiger und komplexer Probleme abzielen.