Uso de la inteligencia artificial para ayudar a los pacientes con cáncer a evitar la radiación excesiva
Esta figura ilustra los componentes básicos del enfoque presentado. Primero, para la viabilidad computacional, cada imagen de diapositiva completa se dividió en mosaicos de imágenes de 2048 píxeles de 2048 que no se superponen. Se conservaron las baldosas que contenían al menos un 65 % de tejido y se desecharon las restantes. Se aplicó la normalización del color de la imagen (15) a cada mosaico para compensar las variaciones de tinción de los portaobjetos adquiridos de diferentes instituciones. Crédito: Universidad Case Western Reserve
Un equipo de científicos dirigido por la Universidad Case Western Reserve utilizó inteligencia artificial (IA) para identificar qué pacientes con ciertos tipos de cáncer de cabeza y cuello se beneficiarían al reducir la intensidad de tratamientos como la radioterapia y la quimioterapia. .
Los investigadores utilizaron herramientas de inteligencia artificial similares a las que desarrollaron durante la última década en el Centro de imágenes computacionales y diagnóstico personal (CCIPD) en Case Western Reserve.
En este caso, le pidieron a la computadora que analizar imágenes digitalizadas de muestras de tejido que se habían tomado de 439 pacientes de seis sistemas hospitalarios con un tipo de cáncer de cabeza y cuello conocido como carcinoma de células escamosas orofaríngeas asociado al virus del papiloma humano (VPH) (OPCSCC).
El programa de computadora identificó con éxito un subconjunto de pacientes que podrían haberse beneficiado de una dosis significativamente reducida de radioterapia.
Si bien ese análisis fue retrospectivo, lo que significa que la computadora analizó datos de pacientes en los que la El resultado final ya se conocía, los investigadores dijeron que su próximo paso podría ser probar su precisión en ensayos clínicos.
Su investigación se publicó recientemente en el Journal of the National Cancer Institute.
El trabajo fue dirigido por Anant Madabhushi, director de CCIPD y profesor de ingeniería biomédica del Instituto Donnell en la Escuela de Ingeniería Case, junto con Germn Corredor Prada, investigador asociado en el laboratorio de CCIPD.
‘Sobretratamiento de pacientes’
Aunque la mayoría de las personas con cáncer provocado por el VPH aún se beneficiarían de un tratamiento agresivo junto con pacientes cuyo cáncer no estaba relacionado con el virus, los investigadores dijeron que su estudio reveló que un grupo significativo estaba recibiendo una terapia más agresiva que ellos necesaria para lograr un resultado favorable.
Los médicos no pueden hacer esa distinción fácilmente con solo mirar los escaneos de tejido, dijeron los investigadores. Por lo tanto, prácticamente todos los pacientes con estos cánceres, independientemente de que sean causados por el VPH o no, son tratados con un ciclo completo de quimioterapia y radiación.
«Hemos tratado en exceso a muchos pacientes con quimioterapia y radiación que no necesitan porque no No tengo una manera de averiguar qué pacientes se beneficiarían de la desescalada», dijo Madabhushi. «Estamos diciendo que ahora lo hacemos y que algún día los médicos podrían modular la forma en que cuidamos a las personas y no solo dar la alta dosis estándar de radiación a todos los que entran por la puerta».
Madabhushi dijo que reducir la radiación para estos pacientes también podría ayudar a disminuir la «toxicidad de la radioterapia», lo que significa que podrían experimentar menos efectos secundarios como sequedad de boca, disfunción al tragar y cambios en el gusto.
«Ya hay ensayos clínicos nacionales en curso investigando la reducción de la intensidad de la radioterapia y la quimioterapia en pacientes con cáncer de orofaringe positivos para VPH favorables», dijo Shlomo Koyfman, director de radiación para el cáncer de piel y cabeza y cuello en la Clínica Cleveland y colaborador del estudio. «Sin embargo, seleccionar adecuadamente a los pacientes ideales para esta reducción del tratamiento ha sido un desafío. Este clasificador de imágenes puede ayudarnos a seleccionar mejor a los pacientes para estos nuevos paradigmas de tratamiento».
Colaboración entre diez instituciones
Corredor dijo que otros investigadores ya están probando si reducir la intensidad del tratamiento puede beneficiar a algunos pacientes. Pero este nuevo trabajo, si se valida en ensayos en humanos, podría proporcionar una herramienta para que los médicos tomen mejores decisiones sobre quién debe recibir quimioterapia o radiación, dijo.
«Tal vez podamos reducir la intensidad del tratamiento para algunas personas y darles una mejor calidad de vida porque la quimioterapia y la radiación a menudo tienen efectos secundarios muy fuertes», dijo Corredor.
Casi dos docenas de otros científicos contribuyeron, incluidos otros seis de Case Western Reserve.
«Hemos podido evaluar visualmente el tumor del paciente microscópicamente durante mucho tiempo, pero ahora, con esta tecnología, podemos extraer información significativa de la morfología para el pronóstico y la predicción», dijo James Lewis Jr., profesor de Patología. , Microbiología e Inmunología en el Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt y colaborador de investigación.
También participaron científicos y médicos de los Centros Médicos Veterans Affair (VA) de Cleveland y San Francisco; Facultad de Medicina de Baylor; Grupo Médico Permanente del Sur de California; Centro Médico del Sudoeste de la Universidad de Texas; Salud de la Universidad de California, San Diego; y la Universidad de Washington en St. Louis.
VPH, cáncer de cabeza y cuello
Los cánceres de cabeza y cuello suman más de medio millón de casos y 300.000 muertes al año, lo que los convierte en el sexto cáncer líder en todo el mundo, según la Organización Mundial de la Salud.
El VPH es la infección de transmisión sexual (ITS) más común que afectó a alrededor de 43 millones de personas en 2018, según los Centros para el Control de Enfermedades. Además, el VPH representa aproximadamente el 75 % de los casos de cáncer de orofaringe en los Estados Unidos.
El biomarcador de imágenes aislado por el equipo dirigido por Case Western Reserve de los portaobjetos de patología digital de rutina revelaría a los pacientes con cáncer asociado con el VPH que podrían evitar el tratamiento más severo, en lugar de recibir dosis más bajas de radiación o no recibir radiación al mismo tiempo. todos.
Corredor dijo que el sistema pudo definir con precisión la «disposición espacial, o arquitectura, de los linfocitos que rodean las células cancerosas». Los linfocitos son un tipo de glóbulo blanco que forma parte del sistema inmunitario y que ataca a las bacterias, los virus y las toxinas invasores.
Este nuevo trabajo también se basa en investigaciones previas del CCIPD en el desarrollo de nuevos biomarcadores de imágenes para el riesgo. estratificación y predicción de resultados del cáncer de cabeza y cuello publicado a principios de este año, uno en The Journal of Clinical Investigation y el otro en la revista Frontiers in Oncology.
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La herramienta de inteligencia artificial predice la respuesta al tratamiento y la supervivencia en pacientes con cáncer de pulmón de células pequeñas Más información: Germn Corredor et al, An Imaging Biomarker of Tumor-Infiltrating Lymphocytes to Risk-Stratify Pacientes con cáncer orofaríngeo asociado al VPH, JNCI: Revista del Instituto Nacional del Cáncer (2021). DOI: 10.1093/jnci/djab215 Información de la revista: Journal of Clinical Investigation , Journal of the National Cancer Institute
Proporcionado por la Universidad Case Western Reserve Cita: Uso de inteligencia artificial para ayudar a los pacientes con cáncer a evitar la radiación excesiva (2022, 6 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-artificial-intelligence-cancer-patients-excessive.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.