Der Case Western Reserve University Forscher und die Partner, einschließlich von einem Mitarbeiter an der Cleveland Clinic, sind die Grenzen, wie “smart” Diagnose-imaging-Maschinen identifizieren Krebserkrankungen — und aufdecken Hinweise außerhalb des Tumors zu sagen, ob ein patient reagieren gut auf Chemotherapie.
Die jüngsten Erkenntnisse im Brust-und Lungenkrebs Forschung bauen von der Arbeit den Weg von biomedizinische Technik-professor Anant Madabhushi, Gründer des Center for Computational Imaging und der Personalisierten Diagnostik. Er ist senior-Autor auf ein paar der letzten journal-Publikationen und trat durch die Wissenschaftler von der Case School of Engineering, der Cleveland Clinic und der New York University Langone Medical Center.
Diese Arbeit, in der Summe, läutet eine persönliche Zukunft in den medizinischen Diagnosen, Madabhushi sagte.
“Und es ist ein weiterer Beweis dafür, dass die gewonnenen Informationen von computergestützten Befragung der region außerhalb der Tumoren im MRT (Magnet-Resonanz-Bilder) und CAT (Computer-Tomographie) – scans ist extrem wertvoll und kann Vorhersagen, die Reaktion und den nutzen der Chemotherapie bei Lungen-und Brustkrebs-Patienten,” sagte Madabhushi, die F. Alex Nason Professor II Biomedizinische Technik an der Case School of Engineering.
Madabhushi gründete das Zentrum im Jahr 2012 und hat mehr als 50 Mitarbeiter arbeiten an ähnlichen Projekten. Die lab hat sich zu einem globalen Marktführer in der Erkennung, Diagnose und Charakterisierung von verschiedenen Krebsarten und anderen Krankheiten, die durch Vernetzung der medizinischen Bildgebung, maschinelles lernen und künstliche Intelligenz.
Hoffnung für die Behandlung von HER2 Brustkrebs
Die jüngste Forschung — veröffentlicht April 19, die in JAMA-Netzwerk Öffnen — konzentriert sich auf Markierungen, die auf Gewebe außerhalb einen tumor, angeben können, ob ein patient reagiert auf gezielte Chemotherapie.
Biomedical Engineering Promotion Nathaniel Braman und medical school, Mitglied der Fakultät Vinay Varadan führte ein team von Mitarbeitern, die gemeldete Entdeckung einer zuvor versteckte “Signatur” im Zusammenhang mit einem Typ von Brustkrebs, HER2-positiv (HER2). Es umfasst etwa 20% aller Fälle und erhält eine spezielle, zielgerichtete Therapie-Strategie.
Die Forscher in der Lage gewesen, die zur Klassifizierung der Patienten mit HER2-Brustkrebs in molekulare Subtypen, entsprechend denen, die wahrscheinlich Antworten auf gezielte Chemotherapie und diejenigen, die nicht — einfach nur durch die Analyse einer ersten Gewebeprobe.
Die Arbeit “bietet Einblicke in die Fähigkeit von radiomic Analysen zu erfassen klinisch signifikanten tumor biology”, erklärte Varadan, co-senior-Autor auf der Studie mit Madabhushi. Es “rechtfertigt weitere Studien zur Beurteilung der klinischen nutzen solcher nicht-invasive Ansätze zur Anleitung von therapeutischen Strategien, die in dieser Krankheit.”
Die Marker werden nicht gefunden auf den Bildern, die aus Gewebe gleitet, aber außerhalb des Tumors selbst. Sie nicht gesehen werden kann durch das menschliche Auge, aber aufgedeckt durch einen Prozess bekannt als radiomics, die extrahiert die relevanten Daten aus medizinischen Bildern wie MRT.
“Gerade jetzt, diese Patienten erhalten eine” one-size-fits-all ” – Behandlung, obwohl sehr vielfältig,” Braman sagte. “Was wir versuchen hier zu tun ist zu identifizieren, bevor die Behandlung, welche Patienten tatsächlich profitieren von speziellen Therapien. Diese geben könnten ärzte und Patienten Informationen, die Sie vorher nicht hatten.”
Setzen Sie die Idee in Gebrauch ist wahrscheinlich Jahre entfernt, nach klinischen Studien und dann den großen Schritt des Tages “bekommen die ärzte in der Lage sein zu Vertrauen und es nutzen,” Braman sagte.
Zu diesem Zweck haben die Forscher schrieb, dass Sie untersucht die überschneidungen zwischen Ihre imaging-Signatur und Informationen über das Gewebe gleitet und Genetik, ärzte für wichtig halten, die in der Behandlung Entscheidungen.
Radiomics der region außerhalb der Lunge Knötchen prognostiziert profitieren von Chemotherapie
Die andere Studie, veröffentlicht im März, der bewertet auch, ob computer-extrahierten Bild-Muster (oder radiomics) außerhalb eines Tumors kann zeigen, ob ein Lungenkrebs-Patienten reagieren auf die gezielte Chemotherapie.
“Das problem beim start ist, dass nur ein Viertel der Lungenkrebs-Patienten reagieren positiv auf die Chemotherapie, aber praktisch jeder bekommt, dass die Behandlung”, sagte biomedical engineering Promotion Mohammadhadi Khorrami, einer der Führer der Forschung. “Aber alle bisherigen Forschungen wurde begrenzt, um innerhalb des Tumors.”
In diesem Fall, die Forscher untersucht den Bilddaten 125 Cleveland-Klinik Patienten mit nicht-kleinzelligem Lungenkrebs (NSCLC). Alle hatten zuvor erhielt die gezielte Chemotherapie, aber nur etwa die Hälfte hatte, reagierte auf die Behandlung schwierig.
Mithilfe der gewonnenen Informationen von den Patienten ” Daten, die Forscher trainierten Ihre Technologie zu unterscheiden zwischen image-Daten der Patienten, die geantwortet hatten, und diejenigen, die nicht. Dann testeten Sie die Technologie gegen zusätzliche Patienten-Daten.
“Von der Suche innerhalb und außerhalb des Tumors,” Khorrami sagte, “uns erreicht eine Genauigkeit von 77% bei der Bestimmung, welche Patienten profitieren von Chemotherapie-weitaus besser (68%) als nur einen Blick auf den tumor selbst.”
Khorrami war der erste Autor, der ein team von 10 Forschern veröffentlicht, die Forschung mit Monica Khunger, ein Cleveland Clinic Arzt zu der Zeit der Studie, die jetzt angestellt UPMC in Pittsburgh.) Ihre Arbeit erschien im März in der Zeitschrift Radiologie: Künstliche Intelligenz.
Mit radiomics, können die Forscher extrahieren Sie quantitative oder messbare, Daten von CT-Aufnahmen enthüllen kann Krankheit von Merkmalen, die nicht sichtbar in den Bildern allein, nach einer Radiologischen Gesellschaft von Nordamerika Pressemitteilung auf die Forschung.
“Dies kann sich ändern, das Spiel, nicht nur für den Patienten, wenn es kommt zu Ergebnis, aber wenn es um die Kosten insgesamt für die health-care-Bereich”, Khorrami sagte. “Es kostet etwa $30.000 oder mehr pro Jahr für Chemotherapie -, so ist es wichtig zu wissen, wer Sie reagieren auf die Chemotherapie, und wir sind näher zu einem wahren biomarker zu tun.”
