Kann künstliche Intelligenz die Diagnose von Urothelkarzinomen verbessern?
Blasenkrebs ist eine komplexe Krankheit, die sowohl de novo als auch rezidivierende niedriggradige Tumore mit einer langsam fortschreitenden Entwicklung sowie hochgradige Tumore, die wiederkehren und zu einem tödlichen Ausgang führen können, umfasst. Derzeit gilt die zytologische Untersuchung von Harnproben in Kombination mit Weißlichtzystoskopie als Goldstandard für die Diagnose und Überwachung von Urothelkarzinomen. Bei Verdacht auf einen Tumor aufgrund der Zystoskopieergebnisse erfolgen die endgültige Diagnose und das pathologische Staging mittels einer Zystoskopie mit Biopsie.
Allerdings gibt es bei der zytologischen Untersuchung erhebliche Unterschiede in den Bewertungen der Proben durch verschiedene Personen, und insbesondere bei niedriggradigen Tumoren ist die Empfindlichkeit suboptimal. Zudem ist die Zystoskopie teuer, invasiv und die Ergebnisse unterliegen einer Variabilität, die von den durchführenden Personen abhängt.
In einer wegweisenden Studie namens VISIOCYT1 (NCT02966691) untersuchten französische Wissenschaftler unter der Leitung von Prof. Thierry Lebret vom Urology Department des Foch Hospital in Suresnes, ob der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) die zytologische Auswertung von Urinproben verbessern kann. In einer aktuellen Publikation präsentierten sie Daten aus der Validierungsphase und bewerteten den Nutzen des VisioCyt-Tests bei der Diagnose von Urothelkarzinomen [1].
VISIOCYT1: Studiendesign und Probenmaterial
VISIOCYT1 war eine prospektive klinische Studie an 14 Zentren. An der Studie nahmen Erwachsene teil, die sich wegen des Verdachts auf Blasenkrebs einer Endoskopie oder einer Untersuchung der unteren Harnwege unterzogen. Insgesamt wurden 391 Studienteilnehmer in zwei Gruppen unterteilt.
Gruppe 1 umfasste 170 Teilnehmer mit klinischen Anzeichen von Blasenkrebs, d. h. mit positivem Befund der Zystoskopie oder mit negativem Zystoskopiebefund, aber positivem Zytologiebefund. Gruppe 2 bestand aus 149 Teilnehmern ohne Verdacht auf Blasenkrebs.
Vor der Zystoskopie und Histopathologie wurden aus jeder fixierten Urinprobe zwei mikroskopische Aufnahmen erstellt und digitalisiert - eine für die zytologische Untersuchung und eine für den VisioCyt-Test. Die zytologische Untersuchung wurde von speziell geschulten Pathologen durchgeführt. Zusätzlich lieferten die Probanden am Tag der Blasenendoskopie eine weitere Urinprobe für die Studie.
Entwicklung und Bewertung des VisioCyt-Tests
Die Entwicklung und Validierung des Algorithmus für den VisioCyt-Test erfolgte in zwei Phasen: Zunächst wurde aus einer Lernprobe, die aus den digitalisierten Aufnahmen der Urinproben erstellt wurde, ein Bildverarbeitungsalgorithmus entwickelt [2]. Im zweiten Schritt wurde anhand einer Auswertungsprobe die diagnostische Leistung des VisioCyt-Tests bestimmt.
Ziel war es, Patienten mit und ohne Blasentumore zu identifizieren. Die diagnostische Leistung des VisioCyt-Tests wurde anhand von Empfindlichkeit und Spezifität bewertet und mit den Ergebnissen der herkömmlichen zytologischen Untersuchung als Referenz verglichen. Außerdem wurde die Empfindlichkeit bei der Bewertung der Tumordifferenzierung (hochgradige vs. niedriggradige Tumoren) und des T-Stagings beurteilt.
Diagnostische Leistung des VisioCyt-Tests
Die Wissenschaftler ermittelten eine Empfindlichkeit des VisioCyt-Tests von 80,9%, wodurch der untere Zielwert von 70% übertroffen wurde. Die Spezifität lag bei 61,8%, wodurch der untere Zielwert von 75% nicht erreicht wurde.
Bei hochgradigen Tumoren betrug die Sensitivität 93,7% und bei niedriggradigen Tumoren 66,7%. Die Empfindlichkeit beim T-Staging war bei hochgradigen Tumoren höher und bei niedriggradigen Tumoren geringer als die Gesamtsensitivität.
Nutzen für die Praxis bestätigt
Der VisioCyt-Test schnitt in Bezug auf die Empfindlichkeit besser ab als die Standardzytologie, insbesondere bei niedriggradigen Tumoren. Allerdings ergaben sich geringere Spezifitätswerte. Dennoch erwies sich der VisioCyt-Test als reproduzierbar und zuverlässig. Zudem ermöglicht die Verwendung leicht zugänglicher Urinproben eine praktische Anwendbarkeit.
Die Wissenschaftler sind der Ansicht, dass der VisioCyt-Test, der vor der Zystoskopie durchgeführt wird, ein vielversprechendes Instrument für die Diagnose von Urothelkarzinomen darstellt. Darüber hinaus kann er Urologen dabei unterstützen, die Anzahl und Häufigkeit von Zystoskopien und anderen Untersuchungen zu bestimmen, was besonders in der Nachsorgephase hilfreich sein könnte.
