Fler fall av bröstcancer ska upptäckas med hjälp av AI

”Målet är att hitta fler med cancer i ett tidigare skede”

Mammografi har sänkt dödligheten i bröstcancer dramatiskt. Samtidigt missar dagens teknik nästan en tredjedel av fallen och det råder stor brist på röntgenläkare. AI kan vara en lösning, tror forskare.

läkare arbetar vidare efter pensionen, ofta upp till 75 års ålder, säger Fredrik tet, och röntgenläkare vid Karolinska resultat eftersom AI-algoritmen inte kunde jämföra med tidigare tagna bilder eller ta del av anteckningar om eventuella symtom. Dessutom hade den tränats på en majoritet av bilder från Sydkorea men presterade ändå så väl i vår svenska population, säger Fredrik Strand.

Nu ska resultatet följas upp i en klinisk studie vid Capio S:t Görans sjukhus. Under ett år ska den bästa algoritmen få arbeta som en tredje granskare utöver två ordinarie röntgenläkare. Målet är att se om AI:n bidrar till att hitta fler med bröstcancer och även utvärdera om det är möjligt att ersätta den ena av röntgenläkarna med AI.

Studien ingår i ett tudelat projekt vid namn Screen Trust. I den andra delen av studien, som görs på Karolinska universitetssjukhuset, tar forskarna hjälp av en egenutvecklad AI-lösning som tagits fram i samarbete mellan KTH och Karolinska Institutet. Den ska öka precisionen ytterligare genom att välja ut kvinnor som ska erbjudas en kompletterande undersökning med magnetkamera.

Text: Magnus Trogen Pahlén Foto: Martin Stenmark HOS DEM SOM går på regelbunden mammografi upptäcks cirka 70 C HANSEN ATT överleva bröstcancer är betydligt högre om den upptäcks tidigt. Studier visar att de som regelbundet deltar i mammografi har upp till 40 procents det gäller kvinnor i alla åldrar. Särskilt om AI får avgöra behovet av en fördjupad undersökning med magnetkamera. Men är AI-tekniken redo att göra samma jobb som en erfaren röntgenläkare? I en nyligen publicerad studie har Fredrik Strands forskargrupp 30 procent upptäcks via symtom, ofta genom att kvinnan själv känner en knöl i bröstet. Poängen med mammografi är att upptäcka en cancer långt innan kvinnan själv gör det, betonar Fredrik Strand. – Den tredjedel som själva upptäcker sin cancer har därför begränsad nytta lägre risk att dö i bröstcancer inom 10 utvärderat tre AI-algoritmer. Där visade av screeningen. Idag kan vi inte säga år efter diagnos. Samtidigt är bristen sig den bästa algoritmen ha minst lika säkert på förhand vilka kvinnor som stor på röntgenläkare som kan granska bra träffsäkerhet som en genomsnittlig kommer att drabbas, även om vi räknar mammografibilderna. röntgenläkare. in riskfaktorer som hög brösttäthet, – I dag är vi beroende av att röntgen– Det är anmärkningsvärt goda säger han. Strand, forskare vid institutionen för onkologi-patologi, Karolinska InstituVarje bild granskas av två röntgenläkare procent av cancerfallen. Kvarvarande Universitetssjukhuset. Vid en mammografi tas två bilder av vardera bröst med hjälp av vanlig slätröntgen.

Hans forskning undersöker om artiResultatet är en gråskalebild där fettvävnaden visas som mörka delar i bilden och ficiell intelligens, AI, kan komplettera bindväv och körtlar som ljusa delar. En eventuell cancertumör visas även den som eller rentav ersätta dagens röntgenläen ljus förändring, vilket kan göra den svår att se om det finns mycket bindväv och kare vid den primära granskningen av körtlar (även kallat hög brösttäthet). mammografibilder från screeningen. Varje bild granskas av två olika röntgenläkare. Om någon av dem upptäcker en

De allra flesta kvinnor ställer sig misstänkt tumör så flaggas bilden för en vidare diskussion. Här deltar minst två positiva till att få sina röntgenbilder beröntgenläkare som tillsammans bestämmer om kvinnan ska återkallas för ytterligare dömda av en dator. I en enkätstudie har undersökning eller inte. Fredrik Strands forskargrupp visat att Sedan 1997 erbjuds alla kvinnor mellan 40 och 74 år mammografi i Sverige.

”Vi behöver en bredare diskussion om användningen av AI, bland annat om vilka felmarginaler vi kan acceptera.”

Förhoppningen är att magnetkameran kan bidra till att hitta fler med cancer. Men en magnetkameraundersökning är minst fem gånger dyrare att genomföra än en vanlig mammografiundersökning. Dessutom bidrar all diagnostik till upptäckten av förändringar som inte är cancer och därför inte hade behövts utredas. I dag erbjuds magnetkameraundersökning enbart till friska kvinnor med ärftlig risk för bröstcancer eller särskilda identifierade genförändringar. – Efter studiens slut ska vår AI ha valt ut cirka 1 000 kvinnor som vi undersöker med hjälp av magnetkamera. Målet är att hitta fler med cancer i ett tidigare skede än i dag och om kombinationen av AI och MR är samhällsekonomiskt försvarbar avgörs till stor del av hur många fler cancrar som vi hittar, säger Fredrik Strand.

EN AI-ALGORITM upptäcker cancer i princip på samma sätt som en röntgenläkare. Den jämför varje ny bild med en erfarenhetsbank av tidigare bilder och identifierar avvikelser i bilden som liknar vad den sett hos kvinnor med bröstcancer. För att göra det möjligt så tränas AI-algoritmen upp med hjälp av en stor mängd bilder.

Träningsmetoden kallas djupinlärning och är en form av maskininlärning där man tar hjälp av artificiella neurala nätverk. Dessa har förmågan att tolka bilderna i flera steg vilket liknar hur vår egen hjärna fungerar. Djupinlärning har visat sig fungera väl för bildigenkänning och blivit allt mer tillgänglig tack vare kraftfullare datorer.

Fredrik Strand är övertygad om att AI kommer att få en roll inom bröstcancerscreening. – Framtidens screening kommer att vara individanpassad där vissa kvinnor gör mammografi och andra väljs ut till en kompletterande undersökning. Här kan flera metoder än magnetkamera bli

AI kan hjälpa till att hitta fler med bröstcancer, hoppas forskaren Fredrik Strand.

aktuella, till exempel att använda kontrastmedel vid mammografin, säger han.

Själva urvalet kan komma att ske av en ensam AI som även kan ge ett omedelbart besked till majoriteten kvinnor. Istället för att vänta i flera veckor kan de lämna kliniken med vetskapen om att de är friska. Men finns det då ingen risk att en AI ger fel besked? – Det kommer absolut att hända att

en kvinna går hem med ett negativt cancerbesked och sex månader senare ändå känner en knöl i bröstet. Men det sker ju redan i dag i nästan en tredjedel av cancerfallen – hos de med en kombination av en viss anatomi i bröstet och vissa tumörtyper. Vi behöver en bredare diskussion om användningen av AI, bland annat om vilka felmarginaler vi kan acceptera, säger Fredrik Strand.

Genusglasögon på! Text: Sara Nilsson Illustration: Amanda Berglund

Hur kan vi lära oss mer om hur kön och genus hänger ihop med hälsan? En del av lösningen kan vara att öka uppmärksamheten på kön redan i den experimentella grundforskningen.

MÄN DRABBAS HÅRDARE än kvinnor av covid-19, sjukdomen som orsakas av det nya coronaviruset sars-cov2. Fler män vårdas på intensivvårdsavdelning och andelen män som dör av sjukdomen är högre än andelen kvinnor. Vad dessa könsskillnader beror på vet vi inte ännu. Fler män är överviktiga vilket innebär en ökad risk, men det är även känt sedan tidigare att immunsystemet generellt ofta är starkare hos kvinnor. En hypotes är att mäns immunsystem bromsar coronavirusets förökning sämre och att de därför får en kraftigare sjukdom.

MEN COVID-19 ÄR långt ifrån det enda exemplet på sjukdom som drabbar män och kvinnor olika. Depression och autoimmuna sjukdomar är till exempel vanligare bland kvinnor. Män drabbas oftare av Parkinsons sjukdom och begår oftare självmord. Läkemedel kan brytas ner i olika takt hos kvinnor och män och kvinnor söker oftare vård än män.

– När det gäller njursjukdomar, som är mitt forskningsområde, ser vi att kvinnor genomgår njurtransplantationer mer sällan och får mindre dialys än män. Varför det är så vet vi inte riktigt, säger Karolina Kublickiene, läkare och docent vid institutionen för klinisk vetenskap, intervention och teknik.

Förklaringar till könsskillnaderna kan finnas på flera nivåer. Det kan handla om biologiska faktorer som könshormoner, anatomi och genetik, men skillnaderna kan också bero på sociala aspekter kopplade till kön, det som kallas genus. Kön och genus kan också samverka. När det gäller smärta finns till exempel både biologiska könsskillnader i smärtsystemens fysiologi och skillnader mellan hur män och kvinnor beskriver sina symtom.

I många fall är också mekanismerna som förklarar könsskillnaderna okända. – Kunskapen om betydelsen av kön och genus för vår hälsa och i olika sjukdomsprocesser har ökat betydligt de senaste decennierna, men fortfarande finns stort utrymme för förbättring. Vi måste inkludera de här aspekterna i forskningen, för ju mer vi förstår om det, desto mer kan vi förbättra hälsan för alla, säger Karolina Kublickiene.

Som exempel nämner hon behov av att förstå varför vissa sjukdomar förekommer mer hos det ena könet, förstå skillnader i hur sjukdomarna utvecklas, vilka symtom vi uppvisar, möjligheten att få behandling och hur män och kvinnor svarar på behandling.

Karolina Kublickiene deltar i ett internationellt forskningsprojekt, GOING

Vad är kön och genus?

Kön är en biologisk egenskap som delar in sexuellt reproducerande organismer, vanligen i honor och hanar. Kön definieras genom kromosomuppsättning, könskörtlar och vissa fysiska egenskaper som särskiljer könen. Vissa människor föds med varianter eller kombinationer av könskarakteristika. Man kan också ha en könsidentitet som inte stämmer överens med det juridiska kön man blev tilldelad när man föddes eller identifiera sig bortom de traditionella könskategorierna eller inte definiera sin könsidentitet alls.

Celler har antingen två X-kromosomer (hona/ kvinna) eller en X- och en Y-kromosom (hane/ man), vilket ger upphov till könsskillnader när isolerade celler studeras. Gener på Y-kromosomen uttrycks bara hos hanar och flera av dem har ingen motsvarighet hos honor. X-kromosomen är större än Y-kromosomen och innehåller betydligt fler gener, över 1 600 stycken.

Genus beskriver de sociala och kulturella processer som konstruerar förväntningar och normer kring kön.

FWD, som undersöker betydelsen av köns- och genusaspekter vid hjärt-kärlsjukdom, diabetes, kronisk njursjukdom och neurologiska sjukdomar. – I dag finns inget standardiserat sätt att mäta genus, det försöker vi utveckla. Vi vet från mindre studier att genusaspekter har betydelse för de här sjukdomarna, men för att undersöka det närmare behöver vi titta på större datamängder, säger Karolina Kublickiene.

MED HJÄLP AV registerdata från fem olika länder ska forskarna undersöka vilka genus-aspekter som påverkar mått kopplade till patienternas sjukdom samt parametrar kopplade till vårdkostnader, som inläggning på sjukhus och återbesök. Det kan handla om exempelvis familjesituation, könsidentitet, relationer, utbildning och arbete. Studien är ett samarbete mellan forskare i Sverige, Kanada, Spanien, Österrike och Italien. – Målet är att förstå hur kön och genus är kopplat till att olika patientgrupper får olika utfall, för att kunna förbättra vården utifrån det. Kön skulle till exempel kunna påverka individens biologiska risk att utveckla de här kroniska sjukdomarna, medan genus kan påverka genom exempelvis yrkesval och riskbeteenden. Kön kan påverka individens biologiska reaktion på ett läkemedel eller en behandling, medan genus kan påverka individens förmåga att följa en behandlingsplan eller hålla en hälsosam livsstil, vilket i sin tur påverkar sjukdomen. Det handlar om att förstå mer om det här för att komma närmare en individanpassad behandling, säger Karolina Kublickiene.

I epidemiologiska studier ingår ofta kön naturligt bland de variabler som analyseras. Även när det gäller kliniska studier finns numera en insikt om vikten av att inkludera båda könen i prövningar och analysera resultaten beroende på kön, även om det inte alltid görs i tillräcklig omfattning i praktiken. Men när det gäller grundläggande och preklinisk forskning saknas könsanalysen fortfarande i hög grad, konstaterar Tamsin Lindström, samordnare vid Karolinska Institutets Grants Office, som ger råd och guidning om forskningsfinansiering.

En förklaring är att forskare i stor

utsträckning har förlitat sig på försöksdjur som är hanar; antingen i tron att skillnaderna inte är så stora mellan könen eller av rädsla för att hormonsvängningar hos honorna skulle försvåra mätningarna. – Men nu har det blivit allt mer uppenbart att det finns könsskillnader, inte bara inom området reproduktion, och att även om hormoncykler skapar variabilitet hos honmöss är den inte större än variabiliteten som finns bland hanar. Naturligtvis kan det finnas fall när man behöver ta hänsyn till de variationerna, beroende på vad man undersöker, och det finns flera sätt att göra det, säger hon.

Det viktiga är att utforma studierna och analysera resultaten på ett sådant sätt att forskaren kan upptäcka könsskillnader i materialet de studerar, om sådana skillnader existerar.

Det kan till exempel innebära att i den mån det är möjligt använda celler från både män och kvinnor eller honor och hanar i försöken, eller försöksdjur av båda könen – både i kontrollgrup-

”Det handlar om att komma närmare en individanpassad behandling.”

per och testgrupper – och att sedan dela upp resultaten för att se om det finns skillnader som döljs när data från könen slås ihop. Utmaningar kan vara att kommersiella cellinjer ofta har sitt ursprung från endast ett kön eller har tappat sina könskaraktäristika.

G E N O M AT T I N KLU D E R A KÖ N som en variabel i den tidiga forskningen kan man hitta viktiga sjukdomsmekanismer som i förlängningen kan påverka diagnostik och behandling, konstaterar Tamsin Lindström. Som exempel nämner hon smärtforskning, där forskare genom att göra fler studier med honförsöksdjur har hittat mekanismer för hur smärtprocesserna skiljer sig åt mellan könen, på molekylär, genetisk och cellulär nivå. Detsamma gäller multipel skleros, som är vanligare bland kvinnor men där män tenderar att ha ett svårare sjukdomsförlopp. Genom att studera djurmodeller av båda könen har forskare hittat skillnader i hur sjukdomen utvecklas vilket kan ha betydelse för hur den kan behandlas.

Könsaspekten har också betydelse för att forskningsresultat ska kunna upprepas av andra forskargrupper; ett viktigt kvalitetskriterium för forskning. Tidigare har nämligen uppgifter om könet på de djur eller de celler som har

”Kvinnan riskerar att dö hemma”

– Det kan gälla liv eller död att inte vara medveten om de här könsskillnaderna. Kvinnan riskerar att inte komma in i tid vid hjärtinfarkt eller dö hemma, säger Karin Schenck Gustafsson, överläkare och professor i kardiologi vid institutionen för medicin, Solna.

Hon talar om symtomen vid hjärtinfarkt, som kan skilja sig åt mellan kvinnor och män. Hos kvinnor är det vanligare med symtom som andfåddhet, illamående och allmän sjukdomskänsla. Män har oftare den klassiska smärtan i bröstet som kan stråla ut i armen. Dock kan en del kvinnor också ha klassiska bröstsmärtor och män ha icke-typiska besvär.

Det förekommer könsskillnader vid flesta sorters hjärtkärlsjukdomar. Kvinnor har mindre hjärtan med smalare kranskärl. De drabbas oftare av exempelvis spasm i kranskärlen och hjärtinfarkt utan förträngningar i kranskärlen, med normal kranskärlsröntgen men med förändringar i de små kärlen. Kvinnor och män drabbas också av olika sorters kronisk hjärtsvikt.

Svenska registerdata har visat att äldre kvinnor inte fick rekommenderad behandling i lika hög grad och därför överlever kortare tid efter en hjärtinfarkt, jämfört med män.

Kunskapen om könsskillnader inom hjärtkärlsjukdom har dock förbättrats något de senaste decennierna, enligt Karin SchenckGustafsson. – I början mötte jag mycket motstånd och misstänksamhet, men numera är det självklart att det kan finnas skillnader mellan kvinnor och män. Men vi är inte i mål; kvinnor är fortfarande underrepresenterade i kliniska studier och mycket forskning bedrivs utan könsperspektiv. Könsskillnader redovisas fortfarande sällan i stora hjärtstudier även om kvinnor finns med i studierna, säger hon.

Hon poängterar också vikten av att undervisa om kön och genus.

använts i forskningen saknats i många studier, vilket försvårar för den som vill bygga vidare på resultaten.

AT T I N KLU D E R A Y T TE R LI G AR E ett kön i forskningen kan dock göra att arbetet tar längre tid och blir dyrare, eftersom det kan krävas fler experiment för att se skillnader mellan könen. – Ja, det kan behövas mer pengar, men vissa forskningsfinansiärer anslår extra medel för det och förhoppningsvis följer fler efter. För genom att inkludera kön som en biologisk variabel förbättrar vi forskningens reproducerbarhet och kvalitet, liksom chansen att lyckas ta resultaten vidare från preklinisk forskning, säger Tamsin Lindström.

Att köns- och genusaspekter ska integreras i forskningen är något allt fler forskningsfinansiärer efterfrågar idag. Från och med i år måste till exempel forskare som söker medel från Vetenskapsrådet, Sveriges största statliga forskningsfinansiär, redogöra för om köns- och genusperspektiv är relevanta i den planerade forskningen, hur studien i så fall planerar att ta hänsyn till dessa perspektiv eller varför man väljer att inte göra det. Liknande krav ställs även från forskningsfinansiärer i USA, Kanada och Tyskland, liksom EUkommissionen. Detsamma gäller även en rad vetenskapliga tidskrifter.

En del forskare menar att kraven har gått till överdrift, och att det är svårt att dra slutsatser om mäns och kvinnors hälsa utifrån studier på han- och hondjur eller celler från dessa. De undrar också varför man efterfrågar just hän

syn till kön och genus, när även andra faktorer – exempelvis ålder – påverkar utfallet. – Forskningsfinansiärer börjar nu införa regeländringar som kräver större hänsyn även till ålder. Men det gör det inte mindre viktigt att ta hänsyn till kön, säger Tamsin Lindström.

Och betydelsen av att ta in könsaspekterna överväger de eventuella nackdelarna, menar Karolina Kublickiene. – Det kanske kostar mer just då, men nyttan från forskningen måste ju komma till alla. Om man gör forskning som är relaterad till människors hälsa måste man beakta alla relevanta saker som kan spegla hälsa, säger hon.

Tydliga könsskillnader i psykisk hälsa

Flera psykiska sjukdomar drabbar könen i olika grad. Depression och ångest är till exempel vanligare hos kvinnor, medan män oftare diagnosticeras med missbruk. Autism och adhd diagnostiseras oftare hos pojkar, medan fler flickor diagnostiseras med ätstörningar.

Men trots skillnaderna behandlas könen i stor utsträckning likadant, konstaterar Ivan Nalvarte, forskare vid institutionen för biovetenskaper och näringslära. – Vi vet för lite om orsakerna till könsskillnaderna för att kunna anpassa behandlingen bättre. Det behövs mer forskning om det, säger han.

Genetiska skillnader tros vara en del av förklaringen, liksom sociala faktorer kopplade till kön. Kvinnor har till exempel större benägenhet att söka vård för psykiska problem.

Könshormonerna östrogen och testosteron har också betydelse. Risken att drabbas av depression är stor när östrogennivåerna sjunker kraftigt, vilket sker exempelvis efter graviditet och i klimakteriet. I andra fall är könshormonernas påverkan mer oklar.

Män har sämre cancerprognos

Män har högre risk att drabbas av 34 av 39 cancerformer som drabbar båda könen och har sämre prognos i 27 av 39. Det visar en avhandling av Cecilia Radkiewicz, specialistläkare i onkologi och forskare vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik. – Våra fynd talar för att män generellt söker vård i ett senare skede av sin cancersjukdom, vilket försämrar prognosen. Vi bör undersöka möjligheten till riktade samhällsinsatser för att öka medvetenheten om alarmsymtom för cancer hos män och öka acceptansen för att söka vård i tid, säger Cecilia Radkiewicz.

Hennes avhandling visar att den förhöjda cancerrisken hos män till tämligen stor del kan förklaras av att män generellt är större än kvinnor. Teorin bygger på att längre individer har fler celler och därmed fler celldelningar, där slumpmässiga fel i arvsmassan som kan leda till cancer riskerar att uppstå.

Cecilia Radkiewicz tittade också närmare på könsskillnader i överlevnad för två vanliga tumörer; icke-småcellig lungcancer, där det är välkänt att kvinnor har bättre prognos, och cancer i urinblåsan, en av de få tumörformer där det går sämre för kvinnor än för män.

Vid icke-småcellig lungcancer var kvinnornas överlevnad konsekvent bättre, oavsett tumörstadium och en rad kända faktorer som påverkar prognosen. Forskarna såg heller inga tecken på att män och kvinnor behandlades olika. Det är ännu oklart vad skillnaden beror på.

Kvinnors sämre överlevnad i urinblåscancer visade sig däremot enbart gälla patienter med lokalt avancerade tumörer men utan spridning till andra organ, vid diagnos. De kan potentielltbotas med kirurgi, med eller utan föregående cellgiftsbehandling. – Här talar våra resultat snarare för skillnader i klinisk handläggning, inklusive kirurgisk behandling, av män och kvinnor. Vi planerar nu undersöka detta närmare, säger hon.

Nytt avsnitt varannan onsdag!

Lyssna på Medicinvetarna – Karolinska Institutets podcast om medicin, forskning och hälsa. Hör experterna döda myter och berätta begripligt om de senaste rönen.

Medicinvetarna finns där poddar finns eller på ki.se/medicinvetarna.

Följ oss också på Instagram.

MEDICINVETARNA

Vill du annonsera i Medicinsk Vetenskap?

Som annonsör i Medicinsk Vetenskap når du en stor läsekrets som är intresserad av medicin, forskning och hälsa. Upplagan är 27 200 och bland våra läsare fi nns förutom allmänt nyfikna personer exempelvis patienter, forskare, vårdverksamma, media, forskningsfinansiärer och lärare.