Kunstig intelligens kan føre til et paradigmeskifte innen cytologi

Av Grete Hansen, journalist

Allerede i 2018 ble cytologiscreening erstattet med HPV DNA-testing for kvinner mellom 34 og 69 år. For denne aldersgruppen har det stort sett bare vært HPV-positive prøver som er blitt sendt videre til cytologisk undersøkelse. Likevel har St. Olavs hospital av ulike årsaker (blant annet økt prøvemengde) lang svartid for disse prøvene. For lang! Det gjorde at avdelingen fikk budsjettert penger til å digitalisere cytologien med en AI-basert algoritme for livmorhalsprøver.

St. Olavs og Haukeland først ute

Den nye metoden er ikke tatt i bruk i rutinen ennå, men i løpet av mai – juni regner Maj Liv Eide med at verifiseringen er unnagjort og at de bioingeniørene som allerede har fått opplæring, kan ta den i bruk. Eide, som jobber med innføringen av «GeniusTM digital cytologi diagnostisk system», er spesialbioingeniør ved avdelingen - og universitetslektor ved bioingeniørutdanningen i Trondheim. Hun holdt foredrag om systemet på den nordiske bioingeniørkongressen.

Det nye cytologiverktøyet – utviklet av det amerikanske firmaet Hologic - ble lansert i Europa i slutten av 2021. Etter det har 40 europeiske laboratorier tatt det i bruk. Patologiavdelingene på Haukeland og St. Olavs hospital er først ute i Norge.

30 bilder med relevante celler

Eide forklarer hvordan «Genius»-systemet virker: Siden cytologiske preparat er komplisert å skanne, med celler som ligger i flere lag, skannes de fargede preparatene simultant på 14 nivåer og fokuserte celler samles i ett plan. Den AI-baserte algoritmen plukker ut områdene med celler som skal vurderes. Algoritmen er opptrent til å klassifisere celler basert på en database med mer enn 50 000 celler med ulike diagnosekategorier. Utvalgte klinisk relevante celler blir så plassert i et galleri med 30 bilder («tiles»). Disse skal vurderes med større forstørrelse - ett for ett - i første omgang av en bioingeniør. Hvis bioingeniøren finner noe unormalt, sendes de videre til patolog.

- Systemet er validert for å stille diagnosen på bakgrunn av disse 30 bildene. Det er imidlertid mulig å få fram enda et sett, hvis man ønsker det, forklarer Eide.

Mye tid å spare

Tidsbesparelsen er den viktigste grunnen for å ta i bruk digital cytologi på St. Olavs.

- Med manuell metode bruker vi cirka fem minutter per preparat, vel og merke hvis det er normalt. Studier viser at tidsbruken kan reduseres med 75 prosent. Det er med andre ord mye tid å spare på digitaliseringen, sier Eide.

Og hun mener at tidspunktet for å skifte metode er helt riktig. Det skjer nemlig et generasjonsskifte på cytologilaboratoriene. Mange pensjoneres og nye ansettes. Det tar opptil ett år å læres opp i mikroskopisk vurdering av livmorhalsprøver - og det er tidkrevende også for de som underviser.

- Den nye generasjonen bioingeniører er dessuten svært så digitale. Mange av mine studenter tar bilde med mobilen av det de ser i mikroskopet – gjennom okularet. De foretrekker å studere mikroskopbildet på en skjerm.

Verifisering og opplæring

Men hvor sikker kan man være på at AI-algoritmen plukker ut de riktige cellene? Eide forteller at dokumentasjonen fra Hologic er grundig. Hun viser også til en verifisering gjort ved en patologiavdeling i Luxemburg. Den viste en total PPA (Positive Percent Agreement) på 93 prosent. Analysen er nå akkreditert der.

Uansett skal metoden verifiseres også ved St. Olavs. Det anbefalte minimumskravet fra Hologic er at det gjøres en retrospektiv vurdering av 100 anonymiserte prøver der minst 25 er positive. Screeningen skal gjøres både manuelt og digitalt og resultatene skal sammenliknes. For at man ikke skal kjenne igjen preparatet når det gjøres med ny metode, skal det gå to uker mellom de to vurderingene.

Opplæringen av bioingeniører og leger har allerede pågått en stund. Fem bioingeniører har fullført kurs med Hologic. Det besto av seks moduler med til sammen 110 kasus. Kursdeltakerne måtte ha minimum 90 prosent godkjente svar på en avsluttende test for å bli sertifisert. Resten av bioingeniørene - og legene - skal få samme opplæring snart. Det finnes også en web-basert opplæring, der man kan øve seg på å stille diagnoser med systemet.

Enkelt å kontrollere

Eide har stor tro på digital cytologi - ikke minst fordi den manuelle metoden er svært konsentrasjonskrevende. De unormale cellene er i fåtall og ligger innimellom normale celler. Man skal systematisk bytte synsfelt cirka 120 ganger for å få vurdert hele preparatet, som gjennomsnittlig inneholder 50 000 celler. Hun håper at digital metode etter hvert også kan brukes til annet cytologisk materiale, men foreløpig finnes det bare algoritme for livmorhalsprøver.

Manuell og digital cytologi benytter nå samme fargemetode, som er tilpasset GeniusTM. Det gjør at den nye metoden enkelt kan kontrolleres. Det er bare å mikroskopere og vurdere på skjerm og deretter sammenlikne diagnostikken.

- Systemet ser foreløpig veldig lovende ut. Og hvis det virkelig er så bra som vi tror, har vi et paradigmeskifte på gang i cytologisk diagnostikk, avslutter Maj Liv Eide.