AI ska följa tumören i realtid

När tumörer rör sig under strålbehandling riskerar även frisk vävnad att träffas. Ett nytt industridoktorandprojekt mellan KTH och Elekta ska med AI och avancerad bildteknik göra behandlingen betydligt mer precis.

Cancer orsakar omkring tio miljoner dödsfall globalt varje år. En viktig behandlingsform inom cancervården är strålterapi. Redan idag används ofta datortomografi före behandlingen för att planera hur den efterföljande strålningen ska riktas.
Problemet är att tumörer och organ kan röra sig under själva behandlingen, exempelvis genom andning eller hjärtslag. Ett nytt industridoktorandprojekt mellan KTH och Elekta vill därför ta nästa steg inom strålteknik: att följa tumörer i realtid medan behandlingen pågår.
– Genom att använda röntgenbildanalys under själva behandlingen ska vi kunna se hur inre organ och tumörer rör sig över tid – och anpassa behandlingen därefter, säger Mats Persson, lektor vid KTH.

AI studerar röntgenbilder
Rent praktiskt ska AI-modeller tränas på stora mängder tidigare CT-bilder. Under behandlingen kombineras löpande information från kilovolts- och megavoltsröntgen med optisk ytskanning av patienten.
AI beräknar därefter i realtid hur tumören och omgivande organ har förflyttat sig och uppdaterar en virtuell 4D-modell (3D + tid) som kan användas för att styra eller pausa strålningen vid behov.
– Om du kan se vad du behandlar kan du agera i enlighet med det. Sannolikheten att nå målet blir högre samtidigt som sannolikheten för skadliga effekter på organen blir mindre, säger dr Dirk Schäfer, systemingenjör med ansvar för bildsystem vid Elekta.

Nästa steg prototyp och produkt
Industridoktoranden Alexandra Alain-Beaudoin från kanadensiska Université Laval kommer i projektet att arbeta i gränslandet mellan medicinsk bildbehandling, strålningsfysik och AI.
– Jag ser verkligen fram emot att arbeta med det här projektet, lära mig allt om det och föra kunskapsnivån till nästa steg. Jag vill också bidra till en prototyp eller något som kan bli en produkt som kan hjälpa människor över hela världen, berättar hon.
Forskarna hoppas att tekniken på sikt ska kunna införas som en mjukvaruuppgradering i befintliga strålbehandlingssystem. Målet är effektivare behandling, färre biverkningar och en mer individanpassad cancervård.