Onderzoekers gebruiken hulpmiddelen voor kunstmatige intelligentie om verbanden te ontdekken tussen bestralingstherapie voor longkanker en hartcomplicaties

Onderzoekers van Brigham en Vrouwenziekenhuisstichtend lid van de Massa-generaal Brigham gezondheidszorgsysteem, hebben kunstmatige intelligentie-instrumenten gebruikt om het inzicht in het risico op specifieke hartritmestoornissen te versnellen wanneer verschillende delen van het hart worden blootgesteld aan verschillende stralingsdrempels als onderdeel van een behandelplan voor longkanker. Hun resultaten zijn gepubliceerd in JACC: Cardio-Oncologie.

« Blootstelling van het hart aan straling tijdens de behandeling van longkanker kan zeer ernstige en onmiddellijke gevolgen hebben voor de cardiovasculaire gezondheid van de patiënt », aldus de overeenkomstige auteur. Dr. Raymond Mak, van de afdeling Radiotherapie van het Brigham and Women’s Hospital. “We hopen niet alleen oncologen en cardiologen, maar ook patiënten die bestraling krijgen, te informeren over de risico’s voor het hart bij de behandeling van longkankertumoren met bestraling.”

De opkomst van kunstmatige intelligentie-instrumenten in de gezondheidszorg is baanbrekend geweest en heeft het potentieel om het zorgcontinuüm positief te hervormen, inclusief het informeren van behandelplannen voor kankerpatiënten. Mass General Brigham, als een van de grootste geïntegreerde academische gezondheidszorgsystemen van het land en de grootste innovatiebedrijven van het land, loopt voorop bij het uitvoeren van rigoureus onderzoek naar nieuwe en opkomende technologieën om de verantwoorde integratie van AI in de zorgverlening te informeren.

Bij patiënten die bestralingstherapie krijgen om niet-kleincellige longkanker (NSCLC) te behandelen, kunnen aritmieën of onregelmatige hartritmes vaak voorkomen. Vanwege de nabijheid van het hart tot de longen en omdat NSCLC-tumoren zich dichtbij of rond het hart bevinden, kan het hart bijkomende schade oplopen door de overloop van stralingsdoses die bedoeld zijn om de kankertumoren aan te vallen. Eerdere studies hebben aangetoond dat dit soort hartblootstelling geassocieerd is met algemene hartproblemen. Deze genuanceerde studie heeft echter aangetoond dat het risico op verschillende soorten aritmieën aanzienlijk kan variëren, afhankelijk van de pathofysiologie en hartstructuren die worden blootgesteld aan verschillende stralingsniveaus.

Om de soorten aritmieën te classificeren die verband houden met cardiale substructuren die straling ontvangen, voerden onderzoekers een retrospectieve analyse uit van 748 patiënten in Massachusetts die werden behandeld met straling voor lokaal gevorderd NSCLC. De gecatalogiseerde aritmiesubtypen omvatten atriale fibrillatie, atriale flutter, andere supraventriculaire tachycardieën, bradyaritmie en ventriculaire tachyaritmie of asystolie.

Uit de statistische analyses van het team bleek dat ongeveer één op de zes patiënten minstens één graad 3-aritmie ervoer, met een mediane tijd tot de eerste aritmie van 2,0 jaar. Classificaties van graad 3 worden beschouwd als ernstige gebeurtenissen die waarschijnlijk een interventie of ziekenhuisopname vereisen. Ze ontdekten ook dat bijna een derde van de patiënten die aritmieën ervoeren, ook last hadden van ernstige cardiale voorvallen.

De in het onderzoek beschreven klassen van aritmieën omvatten niet volledig het scala aan hartritmeproblemen dat mogelijk is, maar de auteurs merken op dat deze observaties nog steeds een beter begrip creëren van mogelijke pathofysiologische routes en mogelijke manieren om cardiale toxiciteit te minimaliseren na het ontvangen van bestraling. Hun werk biedt ook een voorspellend model van de blootstellingsdosis en het type verwachte aritmie.

In de toekomst zijn onderzoekers van mening dat radiotherapeuten moeten samenwerken met cardiologie-experts om de mechanismen van hartletsel en het verband ervan met bestralingsbehandeling beter te begrijpen. Bovendien moeten ze profiteren van de moderne bestralingsbehandeling om de blootstelling aan straling actief weg te snijden van specifieke hartgebieden die een hoog risico lopen op het veroorzaken van aritmieën. Volgens Mak zal deze studie, samen met eerder onderzoek, helpen bij surveillance, screening en het informeren van radiotherapeuten over welke delen van het hart de blootstelling aan straling moeten beperken, en op hun beurt de complicaties kunnen verminderen.

“Een interessant deel van wat we deden was het gebruik van algoritmen voor kunstmatige intelligentie om structuren zoals de longader en delen van het geleidingssysteem te segmenteren om de blootstelling aan stralingsdosis bij meer dan 700 patiënten te meten. Dit heeft ons vele maanden handmatig werk bespaard”, vertelt Mak. « Daarom heeft dit werk niet alleen potentiële klinische impact, maar opent het ook de deur naar het gebruik van AI in onderzoek naar radiotherapie om de ontdekking te versnellen en grotere datasets te creëren. »

Fontein: BWH