Aus den Kliniken

Künstliche Intelligenz zur Darmkrebsvorsorge nutzen

21.07.2021 - Mithilfe künstliche Intelligenz lassen sich in der Medizin menschenähnliche Intelligenzleistungen wie Lernen, Urteilen und Problemlösen erbringen, beispielsweise digital vorliegende Informationen auswerten.

So können möglichst aussagekräftige Diagnosen erstellt oder optimierte Therapien vorgeschlagen werden. „Als eine der ersten Kliniken in der Region Wuppertal setzen wir KI bei Darmspiegelungen ein. Dadurch verbessert sich die Früherkennung von Polypen signifikant“, berichtet Prof. Dr. Andreas Erhardt, Chefarzt der Klinik für Gastroenterologie, Diabetologie, Hepatologie und Ernährungsmedizin des zum Klinikverbund St. Antonius und St. Josef gehörenden Petrus-Krankenhauses Wuppertal.

Darmspiegelung als Vorsorgeuntersuchung

Bei vielen Krebserkrankungen wie Darm-, Brust- oder Prostatakrebs erhöht eine Früherkennung die Überlebensrate der Betroffenen. Regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen helfen dabei, bestimmte Krebsarten bereits im Frühstadium zu erkennen, sodass Ärzte schneller mit einer Behandlung der Patienten beginnen können. „Bei der Koloskopie, besser bekannt als Darmspiegelung, erfolgt beispielsweise über ein hochauflösendes Video-Endoskop die Untersuchung des gesamten Dickdarms sowie des endständigen Dünndarms. So lassen sich Schleimhautunregelmäßigkeiten zuverlässig erkennen und gegebenenfalls sofort entfernen beziehungsweise weitere Behandlungen anschließen“, erklärt Prof. Dr. Erhardt und ergänzt: „Außerdem können wir endoskopisch den Analkanal und den Enddarm darstellen. Diese Untersuchungsmethode stellt ein aussagekräftiges Verfahren zur unmittelbaren Erkennung von Dickdarmerkrankungen, insbesondere Dickdarmkrebs, dar.“ Vorsorgekoloskopien führen Ärzte vor allem bei Patienten ab dem 50. Lebensjahr, bei familiären Vorbelastungen oder bei Auffälligkeiten wie Blut im Stuhl, Verdacht auf eine chronisch-entzündliche Darmerkrankung oder bei unklaren Mittel- und Unterbauchbeschwerden durch.

Polypen: Vorstufe von Darmkrebs

Im Rahmen einer Darmspiegelung lassen sich auch sogenannte Polypen entfernen. Viele Menschen haben solche Schleimhautvorwölbungen, die aus der Darmschleimhaut ins Darminnere hineinragen. Sie entstehen, weil an einer oder mehreren Stellen vermehrt Zellen wachsen. Es gibt verschiedene Arten von Polypen, die sich in ihrer Form und Gewebestruktur unterscheiden: hyperplastische Polypen, entzündliche Polypen, hamartöse Polypen und Adenome. Neben den hyperplastischen Polypen zählen Adenome zu den häufigsten Vorwölbungen. Sie können beispielsweise einem Blumenkohl ähnlich sehen und an einem Stiel sitzen oder auch flächig auf der Schleimhaut aufliegen. „Die meisten Polypen sind gutartig, nur wenige entwickeln sich zu Darmkrebs. Allerdings stellen sie eine Vorstufe des Kolonkarzinoms, also von Darmkrebs, dar. In über 90 Prozent der Fälle entsteht Darmkrebs aus adenomatösen Polypen. Je mehr sich von ihnen dabei im Dickdarm befinden und je größer sie sind, desto höher ist das Krebsrisiko“, weiß der Facharzt für Innere Medizin und Gastroenterologie.

KI erleichtert Nachweis von Polypen

Das Übersehen von Adenomen stellt ein relevantes Problem bei der Vorsorgekoloskopie dar, da es eine Ursache für die sogenannten Intervallkarzinome – also Karzinome, die zwischen zwei geplanten Vorsorgeuntersuchungen entstehen – bilden kann. Studien zeigen, dass 6 bis 27 Prozent der Polypen im Rahmen einer Vorsorgekoloskopie übersehen werden. „Die Anwendung von KI stellt daher eine zukunftsweisende Möglichkeit dar, die Früherkennung von Polypen zu verbessern und damit auch die Zahl der Neuerkrankungen an Dickdarmkrebs zu senken“, sagt Prof. Dr. Erhardt und ergänzt: „Das Model der KI fungiert dabei wie ein virtueller, zweiter untersuchender Arzt – nach dem Motto: Vier Augen sehen mehr als zwei. Es analysiert das Videomaterial und markiert potenzielle Veränderungen der Schleimhaut in Echtzeit.“ Dabei greift die eingesetzte Anwendung auf circa 14 Millionen Datensätze zurück. In Metaanalysen konnte gezeigt werden, dass sich durch die Verwendung von KI die Adenomdetektionsrate von 19,3 auf bis zu 36,6 Prozent erhöhen lässt. Die Verbesserung betrifft insbesondere den Nachweis kleinerer Polypen bis 10 Millimeter, aber auch flache Adenome und serratierte Läsionen – Polypen mit sägezahnartiger Oberfläche. „Eine Erhöhung der Adenomdetektionsrate um 1 Prozent senkt das Risiko für kolorektale Karzinome um 3 Prozent. Die eingesetzte Anwendung hilft uns also dabei, möglichst früh Polypen zu erkennen und aussagekräftige Diagnosen zu stellen“, berichtet Prof. Dr. Erhardt abschließend.

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