Ist der „Krebsüberlebensrechner“ kein Science-Fiction-Konzept mehr? KI kann Krebsüberlebensraten vorhersagen

Prüfungsexperte: Zheng Yuanpan, Professor an der Zhengzhou University of Light Industry

„Krebsüberlebensrechner“ – dieses Konzept, das aus einem Science-Fiction-Film zu stammen scheint, ist nun Realität geworden.

Auf dem Klinischen Kongress 2023 des American College of Surgeons stellten Forscher der Northwestern University in den USA den von ihnen entwickelten „Cancer Survival Calculator“ vor.

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Stellen Sie sich vor, ein Patient, der ins Krankenhaus kommt und mit einer schwierigen Krebsdiagnose konfrontiert wird, muss sich nicht mehr allein auf die Theorie, Erfahrung und Vermutung seines Arztes verlassen. Jetzt müssen sich die Patienten nur noch vor einen intelligenten Computer setzen, einige wichtige medizinische Daten eingeben und ein paar Sekunden warten, um eine relativ genaue Vorhersage ihrer Krebsüberlebenschancen zu erhalten. Dies ist nicht nur eine Zahl, sondern ein Samenkorn der Hoffnung, das den Patienten zeigt, wie weit sie im Kampf gegen die Krankheit noch gehen müssen und wie sie einen besseren Behandlungsplan entwickeln können.

Was bedeutet „5-Jahres-Überlebensrate“?

Die Krebsstadien werden nach dem Ausmaß eingeteilt, in dem sich die Krebszellen ausgebreitet und in den Körper eingedrungen sind. Die Stadieneinteilung basiert auf Faktoren wie Größe und Tiefe der Läsion, Lymphknotenbefall und dem Vorhandensein von Fernmetastasen.

Im Allgemeinen ist der Tumor in den frühen Stadien einer Krebserkrankung (Stadium I und II) auf die ursprüngliche Stelle beschränkt und hat sich noch nicht auf andere Gewebe oder Organe ausgebreitet. In diesem Stadium haben sich die Krebszellen noch nicht auf andere Körperteile ausgebreitet, die Wirkung der Behandlung ist gut und die Überlebensrate des Patienten hoch.

Fortgeschrittene Krebsstadien (Stadium III und IV) bedeuten, dass sich die Krebszellen auf andere Körperteile ausgebreitet haben und möglicherweise in mehrere Organe oder Gewebe eingedrungen sind. In den späten Stadien wird die Behandlung schwieriger und die Überlebensrate ist im Allgemeinen geringer, aber es ist immer noch möglich, das Überleben des Patienten durch umfassende Behandlungspläne (wie Operation, Strahlentherapie, Chemotherapie usw.) zu verlängern.

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Die „absolute 5-Jahres-Überlebensrate“ bezeichnet die Wahrscheinlichkeit, dass ein Krebspatient ab dem Zeitpunkt der Krebsdiagnose mindestens 5 Jahre überlebt. Es handelt sich um einen wichtigen Indikator zur Messung der Wirksamkeit der Krebsbehandlung und -prognose.

Typischerweise wird in der medizinischen Forschung und Datenstatistik die 5-Jahres-Überlebensrate für jedes Stadium berechnet und die Patienten werden nach verschiedenen Krebsstadien (wie etwa Stadium 0, Stadium I, Stadium II usw.) klassifiziert. Dieser Indikator kann Ärzten und Patienten dabei helfen, die Überlebenserwartungen bei Krebs in verschiedenen Stadien besser zu verstehen und als eine der Referenzen für die Beurteilung der Wirksamkeit einer Behandlung und die Formulierung von Behandlungsplänen dienen.

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Es ist zu beachten, dass es sich bei der 5-Jahres-Überlebensrate um eine statistische Angabe handelt. Die tatsächliche Überlebenssituation kann aufgrund individueller Unterschiede und der Wirksamkeit der Behandlung variieren und wird von vielen Faktoren beeinflusst , darunter Krebsart, Stadium, Behandlungsmethode und allgemeiner Gesundheitszustand des Patienten.

Wie trifft das Modell statistische Vorhersagen? Was sind die Schlussfolgerungen?

Während des Trainingsprozesses lernt das Modell des maschinellen Lernalgorithmus auf der Grundlage der vorhandenen Daten, optimiert den Algorithmus, passt die Modellparameter an und erhöht den Trainingseffekt des Modells, wodurch das Modell letztendlich seine Vorhersagefunktion erreichen kann.

In der neuen Studie verwendeten die Forscher Techniken des maschinellen Lernens, um einen Prototyp eines Krebsüberlebensrechners zu erstellen, und testeten das Tool anhand von Daten aus der National Cancer Database aus den Jahren 2015 und 2017, die Informationen wie Krankenakten, Behandlungspläne und Nachsorgeergebnisse einer großen Zahl von Patienten mit Brust-, Schilddrüsen- und Bauchspeicheldrüsenkrebs enthält. Das Modell analysiert und lernt aus diesen Daten, um Merkmale und Muster zu extrahieren, die mit dem Überleben einer Krebserkrankung in Zusammenhang stehen.

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Im Verlauf des Experiments entdeckten die Forscher mehrere Merkmale, die die „5-Jahres-Überlebensrate“ erheblich beeinflussten. Bei Brustkrebs, Schilddrüsenkrebs und Bauchspeicheldrüsenkrebs beispielsweise haben das Alter des Patienten bei der Diagnose, die Tumorgröße, die Behandlungsdauer und die Lymphknotenbeteiligung den größten Einfluss auf die Überlebensrate des Patienten.

Aufgrund der Einzigartigkeit und der Unterschiede zwischen einzelnen Personen können künstliche Intelligenzmodelle die Rolle von Ärzten natürlich nicht ersetzen. Die Ärzte bleiben die Entscheidungsträger und Therapeuten und entwickeln auf Grundlage der Ergebnisse des Rechners sowie ihrer eigenen klinischen Erfahrung und Expertise den besten Behandlungsplan für ihre Patienten.

Wie kann man Krebs vorbeugen?

Ist es dennoch möglich, das Problem an der Wurzel zu packen und Krebs im Vorfeld zu verhindern? Die Antwort ist ja.

Zunächst einmal ist langjähriges Rauchen eine der Hauptursachen für viele Krebsarten, insbesondere Passivrauchen, das das Krebsrisiko erheblich erhöht. Darüber hinaus ist eine ausgewogene Ernährung wichtig für die Krebsvorbeugung. Erhöhen Sie Ihren Verzehr von Gemüse, Obst, Vollkornprodukten und fettarmen Lebensmitteln und reduzieren Sie Ihren Verzehr von rotem und verarbeitetem Fleisch. Natürlich kann regelmäßige, moderate körperliche Aktivität Ihr Krebsrisiko senken. Es wird empfohlen, pro Woche mindestens 150 Minuten aerobe Übungen mittlerer Intensität durchzuführen, beispielsweise zügiges Gehen, Joggen, Schwimmen usw.

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Es muss betont werden, dass durch regelmäßige körperliche Untersuchungen Krebs oder Krebsvorstufen, sogar angeborene erbliche Krebserkrankungen, frühzeitig erkannt werden können und sich dadurch die Heilungschancen erhöhen. Wir müssen uns auch darüber im Klaren sein, dass die Behandlung einer Krebserkrankung ein langer und schwieriger Prozess sein kann. Es ist jedoch auch sehr wichtig, eine positive Einstellung zu bewahren und die Behandlung durchzuhalten.

Die Entwicklung künstlicher Intelligenz verändert unsere Welt und der medizinische Bereich spielt dabei eine der wichtigsten Rollen. Die Einführung des „Cancer Survival Calculator“ lässt uns das enorme Potenzial und die unbegrenzten Möglichkeiten künstlicher Intelligenz im medizinischen Bereich erkennen. Da sich die KI-Technologie weiterentwickelt und immer beliebter wird, ist es denkbar, dass weitere ähnliche Innovationen entstehen. Vielleicht werden wir in naher Zukunft noch mehr medizinische Wunder erleben und künstliche Intelligenz wird uns irgendwann zu einem mächtigen Helfer im Kampf gegen Krankheiten werden.