Patienter vinnare i framtidens AI-drivna strålbehandling

Färre biverkningar, förbättrad säkerhet och skräddarsydda behandlingar. Med innovativa metoder och AI-drivna tekniker vill forskare i Skåne förbättra noggrannheten, precisionen och den övergripande kvaliteten på framtidens strålbehandling för patienter med cancer.

Kunskaps- och teknikutvecklingen inom strålbehandling eller radioterapi har under de senaste två decennierna varit omvälvande, menar Per Munck af Rosenschöld, sjukhusfysiker och områdeschef för strålbehandling och strålningsfysik vid Skånes universitetssjukhus. Han leder även en forskargrupp bestående av medicinska ingenjörer, sjukhusfysiker och kliniska onkologer vid Lunds universitet.
– Med nya avancerade bildsystem i kombination med AI-driven teknik vill vi skräddarsy och förbättra behandlingsresultaten, bota fler och framför allt minska svåra biverkningar för patienter med cancer.
Även om strålbehandling bidrar till 30 procent av all bot mot cancer, finns det risk för biverkningar på grund av att strålningen i viss mån även påverkar frisk vävnad.
– Vi arbetar i frontlinjen inom strålradioterapi genom att integrera bilddiagnostik och kliniska data. Vi använder också avancerade AI-tekniker för att kunna rikta strålningen mer precist mot tumörområdet, säger Per Munck af Rosenschöld.

Precisionsstrålning
Genom så kallad adaptiv strålbehandling används AI-driven teknik för att rita in riskorganen med en allt högre precision. Tekniken används också för att förbättra bildkvaliteten vid strålningstillfället.
– Vi kan på ett bättre sätt än med traditionella metoder förstå hur vi ska anpassa, styra och skräddarsy behandlingen efter den specifika patienten, säger Hedda Enocson, sjukhusfysiker och doktorand.
I en studie, som nu är i avslutningsfasen, har forskargruppen följt flera hundra patienter med huvud-halscancer. Med hjälp av en djupinlärningsmodell som lär sig och generaliserar mönster i data, analyserar forskarna komplikationer och återfallsmönster.
– På sikt hoppas vi kunna identifiera högriskområden och förutsäga risken för biverkningar för den enskilda patienten, säger Viktor Rogowski, sjukhusfysiker och doktorand.
Kroppens normala rörelser, när patienten exempelvis andas, sväljer eller plötsligt hostar, gör att tumören kan flytta sig och påverkar strålbehandlingens precision. Denna rörelse, om den inte korrigeras, kan innebära att frisk vävnad hamnar i behandlingsstrålens väg. Skånes universitetssjukhus var först ut i landet med så kallad tumour tracking eller målsökande strålbehandling.
– Strålbehandlingen följer med i eventuella rörelser under tiden som patienten behandlas. Vi har ett system som kombinerar strålning via en linjäraccelerator med bilddiagnostik. Samtidigt som patienten strålas tas bilder av mjukvävnaden. Syftet är att rejält kunna minska strålfältet och förhindra onödig strålning av frisk vävnad som omger tumören, säger André Haraldsson, sjukhusfysiker och disputerad forskare.

Självlärande strålterapi
Ett fokusområde är män med prostatacancer. Tidigare fick cirka 60 procent av männen som genomgått strålbehandling biverkningar av bestrålning av ändtarmen. Tack vare en mer precis strålning har skadorna kunnat minska till mellan fem och tio procent, enligt Per Munck af Rosenschöld.
– Ett annat viktigt fokusområde är patienter med hjärntumörer där vi försöker förbättra noggrannheten, precisionen och effektiviteten med hjälp av stereotaktisk strålbehandling, eller bildvägledd radiokirurgi. Vi vet att strålbehandling mot hjärnan, även låga doser, kan ge svåra biverkningar och påverka den kognitiva utvecklingen. Därför är det viktigt att vi kan öka precisionen till millimeternivå och behandla med höga doser exakt på den sjuka vävnaden.
Ett verkligt genombrott inom strålbehandling, menar han, skulle vara att under pågående terapi kunna ändra och skräddarsy upplägget för att maximalt optimera resultatet för patienten.
– För att integrera detta på ett säkert sätt i kliniken krävs stora mängder data som rymmer tidigare behandlingar med bilddata, samt kliniska variabler inklusive genetiska markörer. En sådan idé behöver först testas i ett kliniskt försök.