Systematisch trainierte Lernalgorithmen für die Interpretation oraler Karzinogenese mittels optischer Kohärenztomographie (SYMILIS OCT)

Hintergrund und Bedürfnisse:

Trotz der Fortschritte bei den oralen Screening-Techniken gibt es weiterhin Verzögerungen bei der Diagnose, was die Erforschung nicht-invasiver Methoden zur Früherkennung von Mundkrebs erforderlich macht. Die aktuelle Standarddiagnosemethode, die histologische Analyse, erfordert häufig invasive Biopsien und kann zeitaufwändig sein, was zu Verzögerungen beim Behandlungsbeginn führt. Darüber hinaus können herkömmliche Screening-Methoden orale Läsionen im Frühstadium möglicherweise nicht immer genau erkennen. Daher besteht ein dringender Bedarf, die Diagnosemöglichkeiten durch den Einsatz innovativer Technologien zu verbessern.

In diesem Zusammenhang erweist sich die optische Kohärenztomographie (OCT) als eine vielversprechende Technologie, die eine Untersuchung erfordert. Die OCT bietet gegenüber herkömmlichen diagnostischen Ansätzen mehrere Vorteile. Sein nicht-invasiver Charakter ermöglicht eine nicht-invasive Echtzeitbildgebung der Gewebemorphologie mit hoher Auflösung, sodass Ärzte strukturelle Veränderungen im Mundgewebe sichtbar machen können. Durch die Bereitstellung von Querschnittsbildern von Gewebeschichten hat die OCT das Potenzial, subtile Veränderungen zu identifizieren, die auf orale Läsionen im Frühstadium hinweisen, einschließlich potenziell bösartiger Erkrankungen (OPMDs) und Plattenepithelkarzinomen (OSCC). Darüber hinaus kann die OCT die Früherkennung erleichtern, indem sie wiederholte Untersuchungen im Laufe der Zeit ermöglicht und so das Fortschreiten oder die Rückbildung der Läsion überwacht, ohne dass wiederholte Biopsien erforderlich sind.

Die Erforschung der OCT als diagnostisches Instrument steht im Einklang mit der dringenden Notwendigkeit, die Effizienz und Genauigkeit der Diagnose von Mundkrebs zu verbessern. Durch die Nutzung der Möglichkeiten der OCT können Ärzte möglicherweise die Identifizierung verdächtiger Läsionen beschleunigen, was zu einer rechtzeitigen Intervention und besseren Patientenergebnissen führt. Darüber hinaus hat die Integration der OCT in die routinemäßige klinische Praxis das Potenzial, die mit invasiven Eingriffen und diagnostischen Verzögerungen verbundene Belastung zu verringern und letztendlich die Qualität der Versorgung von Personen mit einem Risiko für Mundkrebs zu verbessern.

Trotz dieser potenziellen Vorteile bleiben jedoch einige Herausforderungen bestehen. Derzeit fehlt eine genaue Definition der OCT-Muster, die für verschiedene orale Läsionen spezifisch sind. Dies behindert die konsistente Interpretation von OCT-Bildern und schränkt ihren diagnostischen Nutzen ein. Darüber hinaus ist die genaue Abstimmung der OCT-Befunde mit der histologischen Analyse für die Validierung und klinische Anwendbarkeit von entscheidender Bedeutung. Dennoch besteht weiterhin Bedarf an standardisierten Protokollen, um eine ordnungsgemäße Überlagerung von OCT-Bildern mit entsprechenden histopathologischen Merkmalen sicherzustellen.

Darüber hinaus verspricht die computergestützte OCT-Analyse zwar eine Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit, bestehende Methoden können jedoch anfällig für Verzerrungen sein. Diese Verzerrungen müssen angegangen werden, um robuste Algorithmen zu entwickeln, die in der Lage sind, frühe Anzeichen von Mundkrebs zuverlässig zu erkennen, und die auf standardisierten Vergleichstechniken zwischen OCT und Histologie geschult sind.

Daher ist es unerlässlich, diese Herausforderungen durch die Standardisierung von OCT-Bildgebungsprotokollen, die Etablierung konsistenter OCT-Muster und die Entwicklung unvoreingenommener computergestützter Analysemethoden anzugehen. Dies wird nicht nur den klinischen Nutzen der OCT bei der Diagnose von Mundkrebs steigern, sondern auch die Patientenergebnisse verbessern, indem eine frühere Erkennung und Intervention ermöglicht wird.

Ziele und Vorgehensweise:

1. Standardisierung der Technik für OCT-Scans und Biopsie oraler Läsionen:

   • Ziel: Standardisierung der Biopsieerfassungstechnik sowohl für die OCT als auch für die histologische Analyse, um eine zuverlässige Korrelation zwischen Bildgebungsmodalitäten sicherzustellen.
   • Ansatz: Wir werden ein standardisiertes Biopsieerfassungsprotokoll entwickeln und implementieren, das die Gewebeerhaltung und die Ausrichtung auf OCT-Bildgebungsparameter optimiert. Dies kann spezielle Instrumentierungs- und Verfahrensrichtlinien umfassen, die auf die Maximierung des diagnostischen Ertrags zugeschnitten sind und sich auf die Standardisierung von Ort und Dimension der optischen und chirurgischen Probenentnahme konzentrieren. Für die OCT-Bildgebung werden detaillierte Protokolle erstellt, um konsistente Aufnahmeparameter an allen Standorten sicherzustellen. Ebenso erfolgt die histologische Verarbeitung von Biopsieproben nach standardisierten Protokollen, um die Integrität zu wahren und eine genaue Korrelation mit OCT-Befunden zu ermöglichen. Ein neuartiges optisches und histologisches Verfahren der Target-Biopsie wird durchgeführt und bewertet.

2. Standardisierung von OCT-Mustern der oralen Karzinogenese:

   • Ziel: Etablierung standardisierter Muster für die OCT-Bildgebung von OPMDs und OSCCs zur Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit.
   • Ansatz: Die Auswertung von OCT-Bildern erfordert eine sorgfältige Analyse, um konsistente Muster zu identifizieren, die verschiedene orale Läsionen widerspiegeln. Durch die Korrelation dieser Muster mit histologischen Befunden wollen wir einen umfassenden Referenzleitfaden für die präzise und konsistente Interpretation von OCT-Bildern entwickeln.

3. Erstellung von Bilddatensätzen für die Entwicklung von Diagnosesoftware:

   • Ziel: Sammlung eines umfassenden Archivs von OCT-Bildern, um die Entwicklung digitaler Diagnosetools zu erleichtern.
   • Ansatz: Ein robuster Datensatz bestehend aus OCT-Bildern und entsprechenden histologischen Daten wird sorgfältig kuratiert. Dieser Datensatz wird als Grundlage für das Training und die Validierung von Algorithmen für maschinelles Lernen dienen, die auf die Entwicklung anspruchsvoller Diagnosesoftware abzielen, die in der Lage ist, frühe Anzeichen von Mundkrebs mit hoher Sensitivität und Spezifität zu erkennen.

Durch die Verfolgung dieser Ziele wollen wir nicht nur die Wirksamkeit der OCT bei der Frühdiagnose von Mundkrebs bewerten, sondern auch zur Standardisierung diagnostischer Methoden beitragen und den Weg für die Integration fortschrittlicher Technologien in die klinische Praxis ebnen.