10.000 lunger scannet i 3D. Sådan et stort materiale er en sjælden gave for en datalog.
Lauge Sørensen, postdoc ved Datalogisk Institut, Københavns Universitet, greb muligheden og genbrugte et materiale, der oprindelig var indsamlet for at undersøge, om screening kan redde flere mennesker fra lungekræft, til at træne en algoritme i at diagnosticere rygerlunger, også kaldet KOL.
De 10.000 3D-billeder af lunger er såkaldte CT-scanninger og viser både sygt og rask væv.
Algoritmen har lært at kende forskel på strukturer i lungevævet, så et program bagefter kan tegne et kort over lungen, der viser, hvor der er sygt lungevæv.
»Algoritmen kan registrere meget små ændringer i strukturen i lungevævet og angive sandsynligheden for sygdom i vævet tidligt i sygdommen,« forklarer Lauge Sørensen.
Rygerlunger danner sandsynlighedskort
\ Fakta
CT-scanning (computer tomografi) er en røntgenundersøgelse, der giver meget detaljerede billeder af kroppens indre organer. De nyere scannere fremstiller tredimensionelle billeder. (Kilde:Kræftens Bekæmpelse).
Teknologiske fremskridt betyder, at datamængden i sundhedsindustrien vokser. Derfor mener Lauge Sørensen, det er oplagt at tage computeren i brug til analyse af materiale.
»10.000 scanninger ville man aldrig sætte en læge til at aflæse, men det kan computeren gøre fuldautomatisk, og hvis man har adgang til en supercomputer, kan det gøres i et højt tempo,« forklarer han.
Algoritmen skærer en kube ud af 3D-billedet af hele lungen og analyserer strukturen i dette stykke. Analyseresultaterne fra en række kuber bruges til at udregne, i hvor høj grad lungerne er beskadiget.
Algoritmen oplyser et tal, der afspejler sandsynligheden for, at lungerne er syge. Et program tegner derefter et sandsynlighedskort over lungerne.
De strukturændringer, der viser sig tidligt ved lungesygdomme, er ikke nemme at få øje på med det blotte øje, men kan potentielt registreres af computeren. Derfor har algoritmen potentiale til at konkurrere med lægens vurdering af graden af sygdom, mener Lauge Sørensen.
Computeren giver et objektivt tal
\ Fakta
Rygerlunger kaldes også for KOL. Det er en kronisk irritation af lungerne, som giver hævede og irriterede luftveje og resulterer i øget slimdannelse samt ødelagt lungevæv. (Kilde:Lauge Sørensen).
Algoritmens analyse er ensartet og objektiv.
»Forskning viser, at der er variation i lægernes fortolkning af CT-scanninger. Hvor lægernes vurdering er subjektiv, giver algoritmen et objektivt svar hver gang,« siger Lauge Sørensen.
Men om en lægefaglig vurdering trods alt ikke er bedst, ved vi endnu ikke, da der ikke er lavet undersøgelser, hvor algoritmen sammenlignes med lægens diagnosticering, understreger forskeren.
Foreløbig er den mest oplagte anvendelsesmulighed at benytte algoritmen i forskning, hvor man har et stort datamateriale.
»Forskningen kan spare omkostninger og tid, fordi aflæsningen er så præcis, at man vil behøve meget færre forsøgspersoner, når man eksempelvis vil påvise effekten af et nyt lægemiddel,« siger Lauge Sørensen.
\ Kilder
\
Den beskrevede algoritme blev udviklet under Lauge Sørensens Ph.D.-projekt, der blev vejledt af Marleen de Bruijne, og som var en del af et større forskningsprojekt, hvor personer fra Datalogisk Institut ved Københavns Universitet, Gentofte Universitetshospital samt AstraZeneca i Lund i Sverige, deltog.
Projektet blev støttet af Det Strategiske Forskningsråd.
