KI erkennt Lungenkrebs bei Nichtrauchern

Berlin -

Das Deep-Learning-Modell „CXR-Lung-Risk“ ist in der Lage, auf der Grundlage von routinemäßig angefertigten Thorax-Röntgenbildern das Lungenkrebsrisiko bei Nicht- oder Wenigrauchern zu bestimmen. Entwickelt wurde das KI-Tool vom Forschungszentrum für kardiovaskuläre Bildgebung (CIRC) des Massachusetts General Hospital (MGH) und der Harvard Medical School in Boston. Es wurde kürzlich auf der Jahrestagung der Radiological Society of North America (RSNA) vorgestellt.

Im vergangenen Jahr starben laut Gesundheitsberichterstattung des Bundes 45.209 Patient:innen an bösartigen Neubildungen der Bronchien und Lunge. Damit kletterte diese Krebsart nicht nur auf Platz 3 der zehn häufigsten Todesursachen in Deutschland, sie ist damit auch die tödlichste Lungenerkrankung in der Bundesrepublik.

Die „American Cancer Society” (ACS) schätzt, dass in den USA im vergangenen Jahr etwa 238.340 neue Fälle von Lungenkrebs und 127.070 Todesfälle durch Lungenkrebs gab. Bis zu 20 Prozent von ihnen waren Nichtrauchende, als solche definiert die ACS Menschen, die noch nie oder insgesamt weniger als 100 Zigaretten geraucht haben.

Ableitung aus Routinebildern

In das sogenannte Deep-Learning-Modell „CXR-Lung-Risk“ speisten die Forschenden Thorax-Röntgenaufnahmen aus elektronischen Patient:innenakten ein. Insgesamt wurden mehr als 147.000 Röntgenaufnahmen des Brustkorbs von 40.000 Patient:innen verwendet, die entweder asymptomatische Rauchende oder Nichtrauchende waren.

Die KI sollte nach bestimmten Mustern suchen, die mit einem hohen Risiko für Lungenkrebs assoziiert werden. Um das Modell extern zu validieren, zog das Forschungsteam eine separate Gruppe von Nichtrauchern heran. Diese Gruppe bestand aus Personen, bei denen zwischen 2013 und 2014 routinemäßig ambulante Röntgenaufnahmen des Brustkorbs angefertigt wurden. Der primäre Endpunkt der Aufzeichnungen war die Sechs-Jahres-Inzidenz des Lungenkarzinoms. Die Risikobewertung erfolgte in den Kategorien niedrig, mittel und hoch.

Auswertung

Von den über 17.000 in die Studie einbezogenen Patient:innen – Durchschnittsalter 63 Jahre – galten 28 Prozent als Hochrisikopatient:innen laut KI. Bei 2,9 Prozent von ihnen wurde später Lungenkrebs diagnostiziert. Die Hochrisikogruppe überschritt damit deutlich die Sechs-Jahres-Risikoschwelle von 1,3 Prozent, bei der die Lungenkrebs-Screening-CT in den Richtlinien des National Comprehensive Cancer Network empfohlen werden.

„Dieses KI-Tool öffnet die Tür für Untersuchungen außerhalb kontrollierter Programme für Nichtraucher mit einem hohem Lungenkrebs-Risiko mithilfe vorhandener Röntgenaufnahmen aus der elektronischen Krankenakte“, erklärte Michael T. Lu, KI-Direktor am CIRC. „Da die Zahl der Zigarettenraucher sinkt, gewinnen Ansätze zur Früherkennung von Lungenkrebs bei denen, die nicht rauchen, an Bedeutung.“