Dankzij nieuw ontwikkelde AI-modellen kan het intekenen van tumoren en omliggende organen voor borstkanker patiënten grotendeels automatisch gebeuren. Onlangs promoveerde Nienke Bakx aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) naar aanleiding van een wetenschappelijk onderzoek dat ze jarenlang deed in het Catharina Ziekenhuis. Het intekenen van organen van individuele borstkankerpatiënten en het vervolgens maken van exacte bestralingsplannen blijkt sneller te kunnen door het gebruik van artificial intelIigence (AI) -modellen.
Het levert flinke tijdwinst per patiënt op. Tot twee jaar geleden gebeurde het intekenen van tumoren en omliggende organen nog handmatig. Als de anatomie van de individuele patiënt in beeld was gebracht, kon vervolgens het bestralingsplan handmatig worden gemaakt. In het behandelplan staat hoe de straling het best kan worden toegediend om kankercellen te vernietigen en tegelijkertijd gezonde organen te besparen. Een tijdrovende klus waar lang niet altijd genoeg menskracht voor is te vinden om die werkzaamheden te kunnen doen.
Halfuur tijdwinst
Na een succesvolle pilot werd het in mei 2022 in de praktijk gebracht. Met uiteraard de kanttekening dat de radiotherapeuten en laboranten alles controleren, eventueel bijstellen en de ‘go’ geven. Bakx ziet dat het goed gaat. “Bij het automatisch intekenen van de organen zie je de grootste tijdswinst, zo’n 60 procent van de tijd. Voor het intekenen van de tumor zo’n 40 procent. Als je het in minuten uitdrukt, scheelt het een halfuur per patiënt.”
Naast het intekenen van tumoren en organen, kunnen de AI-modellen ook worden ingezet voor het maken van het bestralingsplan zelf. Ook hierbij bleek de inzet van AI een succes want in 74 procent van de gevallen kon het AI-model een bestralingsplan maken dat direct bruikbaar was. Met kleine aanpassingen steeg dit percentage naar 86 procent. De geboekte tijdwinst is volgens Bakx cruciaal voor de lange termijn nu het aantal kankerpatiënten en de personeelskrapte toenemen. Volgens Bakx leidt het gebruik van AI tot duurzame oplossingen in de gezondheidszorg.
Bakx heeft met dit onderzoek gedaan wat ze vroeger al graag wilde, namelijk het verbeteren van de medische wereld door middel van techniek. “Het mooie aan dit traject is dat het ook tot het implementeren van een innovatieve werkwijze heeft geleid. Dat is zeker niet altijd zo bij wetenschappelijk onderzoek”, voegt Bakx toe. De Eindhovense sloot met de verdediging van haar proefschrift haar tijd in het Catharina Ziekenhuis af. Tijdens haar onderzoek heeft ze samenwerkt met haar promotor en klinisch fysicus Coen Hurkmans, die vorig jaar hoogleraar is geworden.
AI en andere soorten kanker
Het succes van de AI-modellen bij borstkanker heeft geleid tot uitbreiding naar andere soorten kanker. Zo worden de automatische intekeningen inmiddels ook toegepast bij patiënten met slokdarm- en longkanker. Hoewel deze toepassingen niet direct onderdeel waren van het onderzoek van Bakx, zijn ze wel mogelijk gemaakt door de resultaten ervan. In de laatste twee jaar van haar onderzoek was Bakx ook projectleider was bij het AI Expertisecentrum van het Catharina Ziekenhuis. Haar werk wordt voortgezet door haar collega Niels van Acht, die met behulp van het Catharina Onderzoeksfonds onderzoekt hoe deze AI-modellen duurzaam kunnen worden ingezet.
Mammografie
Ook buiten onze landsgrenzen wordt onderzocht hoe AI kan worden ingezet bij onderzoek naar kanker. Zo hebben onderzoekers van de Universiteit van Oost-Finland een nieuw op kunstmatige intelligentie gebaseerd algoritme ontwikkeld, MV-DEFEAT, om de beoordeling van de mammogramdichtheid te verbeteren. Door deze ontwikkeling is het mogelijk om nauwkeurigere diagnoses mogelijk te maken bij een mammografie. Het onderzoek is gepubliceerd in IEEE Access. Een nauwkeurige beoordeling van mammografieën is van cruciaal belang voor een effectieve screening op borstkanker.
