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KI-Modell zur Klassifizierung von Brustkrebs anhand histopathologischer Bilder

1. Dezember 2024 aktualisiert von: Taufiq Hasan, PhD

Eine Studie über Algorithmen der künstlichen Intelligenz zur Klassifizierung von Brustkrebs anhand histopathologischer Bilder

Brustkrebs, eine weit verbreitete und potenziell tödliche Krankheit, unterstreicht die Notwendigkeit einer frühzeitigen und genauen Erkennung, um die Behandlungsergebnisse für die Patienten zu verbessern. Die traditionelle histopathologische Untersuchung, der aktuelle Goldstandard für die Diagnose, weist Einschränkungen wie Subjektivität und geringe Effizienz auf. Als Reaktion darauf zielt diese Forschung darauf ab, die Brustkrebsdiagnostik zu revolutionieren, indem Deep-Learning-Techniken eingesetzt werden, um invasive und nichtinvasive Brustkrebsarten anhand histopathologischer Bilder zu klassifizieren. Nicht-invasive Krebsarten wie DCIS und LCIS sind auf Milchgänge oder Läppchen beschränkt, während sich invasive Krebsarten auf das umliegende Gewebe ausbreiten und 70 % der Fälle ausmachen, was häufig zu schlechteren Ergebnissen führt.

Das vorgeschlagene KI-Modell zielt darauf ab, die diagnostische Genauigkeit und Effizienz zu verbessern, manuelle Methoden zu übertreffen und eine skalierbare Lösung für verschiedene Gesundheitseinrichtungen bereitzustellen. Durch die Automatisierung der Bildanalyse soll das Modell die Krebsvorsorgeuntersuchung demokratisieren, sie in unterversorgten Bevölkerungsgruppen zugänglich machen und an unterschiedliche Ressourcen und Geräte anpassen. Letztendlich zielt diese Forschung darauf ab, die Erkennung von Brustkrebs voranzutreiben, die Patientenversorgung zu verbessern und weltweit zu besseren Behandlungsergebnissen beizutragen.

Studienübersicht

Status

Rekrutierung

Bedingungen

Detaillierte Beschreibung

Brustkrebs, eine weit verbreitete und potenziell tödliche Krankheit, unterstreicht die dringende Notwendigkeit einer frühzeitigen und präzisen Erkennung, um die Behandlungsergebnisse für die Patientin zu verbessern. Der derzeitige diagnostische Rahmen, der durch manuelle histopathologische Untersuchungen gekennzeichnet ist, weist inhärente Nachteile wie Subjektivität und begrenzten Durchsatz auf. Als Reaktion darauf zielt unsere Forschung darauf ab, die Brustkrebsdiagnostik durch den Einsatz fortschrittlicher Computertechniken, insbesondere Deep Learning, zu verändern. Brustkrebs kann in zwei Hauptunterarten eingeteilt werden: invasiv und nichtinvasiv.

Nichtinvasiver Brustkrebs, oft auch als In-situ-Brustkrebs bezeichnet, ist durch abnormale Zellen gekennzeichnet, die in den Milchgängen (duktales Karzinom in situ oder DCIS) oder Läppchen (lobuläres Karzinom in situ oder LCIS) eingeschlossen sind, ohne in umliegendes Gewebe einzudringen. Dieser Typ gilt als Frühstadium und ist für sich genommen normalerweise nicht lebensbedrohlich. Invasive Brustkrebsarten sind solche, die sich von der ursprünglichen Stelle (entweder den Milchgängen oder den Läppchen) in das umgebende Brustgewebe ausbreiten. Diese machen etwa 70 % aller Brustkrebsfälle aus und haben im Allgemeinen eine schlechtere Prognose im Vergleich zu den In-situ-Subtypen.

Die medizinische Bildgebung von Brüsten kann durch verschiedene Techniken erfolgen, beispielsweise durch MRT-Scans, Mammographie, Ultraschall, Thermographie, Computertomographie und Histopathologie. Unter diesen Ansätzen dient der histopathologische Test als Goldstandard für die klinische Diagnose von Krebs.

Das vorgeschlagene KI-Modell zielt darauf ab, die Analyse histopathologischer Bilder zur Klassifizierung von invasivem und nichtinvasivem Brustkrebs zu rationalisieren und zu verbessern, herkömmliche Methoden zu übertreffen und ein zuverlässiges Mittel zur Identifizierung von Krebsregionen bereitzustellen. Dies verspricht eine deutliche Verbesserung der Genauigkeit und Effizienz der Brustkrebsdiagnostik und wird dem dringenden Bedarf an zuverlässigen und skalierbaren Lösungen gerecht. Durch die Automatisierung des komplexen Prozesses der histopathologischen Bildanalyse von Brustkrebs ist es unser Ziel, das Screening zu demokratisieren, es zugänglicher zu machen und unterversorgte Bevölkerungsgruppen zu erreichen. Darüber hinaus geht unser Modell über die technologische Innovation hinaus; Es befasst sich mit umfassenderen Fragen der Zugänglichkeit und Skalierbarkeit, insbesondere in einkommensschwachen Umgebungen. Der Schwerpunkt der Forschung auf der Domänenanpassung ist von entscheidender Bedeutung, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Modells in verschiedenen Gesundheitseinrichtungen sicherzustellen. Dies beinhaltet die Berücksichtigung von Unterschieden in Bezug auf Ressourcen, Ausrüstung und demografische Faktoren und macht es zu einer vielseitigen und anpassungsfähigen Lösung für verschiedene Kontexte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Forschung nicht nur darauf abzielt, die technologischen Grenzen in der Brustkrebsdiagnostik voranzutreiben, sondern auch einen transformativen Wandel in Bezug auf Zugänglichkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit voranzutreiben. Durch die Entwicklung eines KI-Modells, das die spezifischen Herausforderungen traditioneller Methoden angeht, wollen wir einen bedeutenden Einfluss auf die Brustkrebsvorsorge haben und letztendlich zu Früherkennung, maßgeschneiderter Behandlung und verbesserten Ergebnissen für Patientinnen weltweit führen.

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Geschätzt)

500

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

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Studienorte

      • Dhaka, Bangladesch, 1212
        • Rekrutierung
        • National Institute of Cancer Research & Hospital (NICRH)
        • Kontakt:

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Kind
  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Probenahmeverfahren

Wahrscheinlichkeitsstichprobe

Studienpopulation

Die Studienpopulation umfasst Frauen, die sich aufgrund des Verdachts auf abnormales Zellwachstum einer Brustbiopsie oder Mastektomie unterziehen. Die Teilnehmer kommen aus Krankenhäusern und Kliniken, in denen Brustkrebs-Screening und -Diagnoseverfahren durchgeführt werden. Zu dieser Population gehören Personen mit einer Reihe von Brusterkrankungen, von gutartigen Anomalien bis hin zu nichtinvasivem (in situ) und invasivem Brustkrebs, die für Klassifizierungs- und Diagnosezwecke verschiedene Stadien der Brusterkrankung darstellen.

Beschreibung

  • Einschlusskriterien:

    • Als Probanden können Patientinnen jeden Alters ausgewählt werden.
    • Personen, die bereit sind, an der Brustkrebsvorsorge teilzunehmen.
    • Verfügbarkeit für Biopsieuntersuchung.
    • Frauen ohne aktuelle oder frühere Brustkrebsdiagnose.
    • Verfügbarkeit relevanter medizinischer Unterlagen zu Bestätigungs- und Vergleichszwecken.
  • Ausschlusskriterien:

    • Schwangere Frauen sind aufgrund möglicher Auswirkungen auf die Screening-Ergebnisse und der Notwendigkeit besonderer Überlegungen während der Schwangerschaft ausgeschlossen.
    • Personen mit schwerwiegenden Erkrankungen oder Umständen, die eine histopathologische Untersuchung unangemessen oder unsicher machen könnten, sind ausgeschlossen.
    • Patienten mit Erkrankungen, die die Genauigkeit der Screening-Ergebnisse beeinträchtigen könnten, sind ausgeschlossen.
    • Folgeuntersuchungen sind in dieser Studie nicht enthalten.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Kohorten und Interventionen

Gruppe / Kohorte
Intervention / Behandlung
Frauen, die sich einer Biopsie wegen Verdacht auf abnormales Zellwachstum in der Brust unterziehen

Die Kohorte umfasst Frauen, bei denen aufgrund des Verdachts auf abnormales Zellwachstum in der Brust eine Biopsie durchgeführt wurde. Diese Kohorte erfasst ein breites Spektrum potenzieller Diagnosen, darunter gutartige Erkrankungen, nichtinvasive (in situ) Brustkrebserkrankungen und invasive Brustkrebserkrankungen. Von allen Teilnehmern werden histopathologische Proben zur Analyse entnommen, die als Grundlage für die Bestimmung des Vorhandenseins und der Art von abnormalem Zellwachstum dienen. Die Kohorte wird mithilfe von Deep-Learning-Techniken untersucht, um die Biopsieproben in bestimmte Kategorien (normal, gutartig, in situ oder invasiv) zu klassifizieren, mit dem Ziel, die diagnostische Genauigkeit und Effizienz bei der Erkennung von Brustkrebs zu verbessern.

Diese Studie konzentriert sich auf Frauen, die sich einer Biopsie unterziehen, und zielt darauf ab, die diagnostischen Herausforderungen bei der Unterscheidung verschiedener Brustgewebeanomalien anzugehen und so zu einer früheren Erkennung und besseren klinischen Ergebnissen beizutragen.

Biopsie:

Bei diesem Eingriff werden Brustgewebeproben durch eine Biopsie entnommen. Diese Proben werden von Frauen entnommen, die sich einer Untersuchung auf ungewöhnliches Zellwachstum unterziehen, und werden analysiert, um mögliche Anomalien, einschließlich gutartiger, in situ oder invasiver Krebsveränderungen, zu erkennen.

Mastektomie:

Bei diesem Eingriff handelt es sich um die chirurgische Entfernung von Brustgewebe, die typischerweise zur Behandlung oder Verhinderung der Ausbreitung von Brustkrebs durchgeführt wird. Dies kann die Entfernung eines Teils oder der gesamten Brust umfassen und wird bei invasivem Brustkrebs oder nichtinvasivem Brustkrebs mit hohem Risiko in Betracht gezogen.

Histopathologie:

Dieser Eingriff konzentriert sich auf die mikroskopische Untersuchung von Brustgewebeproben, die durch Biopsie oder Mastektomie entnommen wurden. Eine histopathologische Analyse wird durchgeführt, um zelluläre Anomalien zu beurteilen, das Vorhandensein von Krebs festzustellen und das Gewebe als gutartig, in situ oder invasiv zu klassifizieren, was die Grundlage für Diagnose- und Behandlungsentscheidungen bildet.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Genauigkeit des Deep-Learning-Modells bei der Klassifizierung von Brustgewebe als normal gutartig, in situ oder invasiv.
Zeitfenster: Gemessen zum Zeitpunkt der histopathologischen Bildanalyse (innerhalb einer Woche nach der Biopsie oder Mastektomie).
Das primäre Ergebnis dieser Studie ist die diagnostische Genauigkeit des Deep-Learning-Modells bei der Klassifizierung histopathologischer Bilder aus Brustbiopsien in drei Kategorien: gutartiger, in situ (nichtinvasiver) und invasiver Brustkrebs. Die Genauigkeit wird gemessen, indem die Vorhersagen des Modells mit den von erfahrenen Pathologen ermittelten Ground-Truth-Diagnosen verglichen werden.
Gemessen zum Zeitpunkt der histopathologischen Bildanalyse (innerhalb einer Woche nach der Biopsie oder Mastektomie).

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Ermittler

  • Hauptermittler: Taufiq Hasan, PhD, Department of Biomedical Engineering, Bangladesh University of Engineering and Technology (BUET), Dhaka - 1205.
  • Hauptermittler: Farida Arjuman, FCPS, MCPS, Department of Histopathology, National Institute of Cancer Research and Hospital (NICRH)

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

11. Januar 2024

Primärer Abschluss (Geschätzt)

11. Februar 2025

Studienabschluss (Geschätzt)

11. Februar 2025

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

1. Dezember 2024

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

1. Dezember 2024

Zuerst gepostet (Geschätzt)

5. Dezember 2024

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Geschätzt)

5. Dezember 2024

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

1. Dezember 2024

Zuletzt verifiziert

1. Dezember 2024

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • NICRH/IRB/2024/134

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UNENTSCHIEDEN

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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