Ziekten eerder opsporen met behulp van kunstmatige intelligentie

Longkanker, chronisch obstructieve longziekten (COPD) en hart- en vaatziekten zijn in Nederland de voornaamste oorzaak van overlijden en worden daarom ook wel de Big-3 genoemd. Helaas worden ze vaak pas ontdekt als er klachten ontstaan, wat meestal wijst op een vergevorderd stadium. Er is steeds meer aandacht voor het gebruik van radiologische beelden, zoals CT- en MRI-scans, om ziekten eerder op te sporen. Hoe eerder patiënten aan een behandeling kunnen beginnen, hoe meer kans er is op genezing.

Binnen de gezondheidszorg is het al enkele jaren bekend dat longkanker met behulp van een CT-scan in een eerder stadium kan worden ontdekt. Wat veel mensen nog niet weten is dat radiologen in veel gevallen met dezelfde scans ook vroege tekenen van COPD en hart- en vaatziekten kunnen opsporen.
Onderzoekers in het B3CARE-project onderzoeken vroege risico-indicatoren van deze ziekten op radiologische beelden. In het bijzonder willen zij, met behulp van kunstmatige intelligentie, de beoordeling van deze beelden versnellen.

Vroege opsporing en preventie cruciaal

In het project brengen onderzoekers beelden van CT-en MRI-scans van grootschalige onderzoeken als ImaLife (Imaging in Lifelines) samen. Met deze gegevens trainen ze vervolgens computers om vroege tekenen van Big-3 ziekten te herkennen. Dit wordt gedaan aan de hand van biomarkers. Een biomarker is een meetbaar gegeven waarmee je (de kans op) een ziekte kunt identificeren en het verloop kunt voorspellen. Een biomarker voor longkanker is bijvoorbeeld een oneffenheid in de long: een long nodule. Deze oneffenheid kan zichtbaar zijn op een lage dosis CT-scan. Een vroeg teken van risico op hart- en vaatziekten is de aanwezigheid en ernst van verkalking van kransslagaders.


Foto: CT-scan van het hart. In groen zijn verkalkingen aangegeven door kunstmatige intelligentie software.

‘Vroege opsporing en preventie van Big-3 ziekten is cruciaal’, vertelt Rozemarijn Vliegenthart, projectleider van B3CARE. Vliegenthart is radioloog in het UMCG en expert in cohortgegevens bij UMCG’s Data Science Center in Health (DASH). ‘Bij elkaar zullen deze ziekten naar verwachting de meeste sterfgevallen veroorzaken in 2050. Helaas krijgen de meeste mensen de diagnose pas als de ziekte al in een vergevorderd stadium is en genezing niet meer mogelijk is. Dit is in het bijzonder het geval bij longkanker; op moment van diagnose is de ziekte bij de meeste patiënten al uitgezaaid, en slechts 15% overleeft 5 jaar. Als Big-3 ziekten in een vroeg(er) stadium opgespoord worden, kan er tijdig behandeling plaatsvinden en kunnen ergere ziekteverschijnselen bij veel patiënten worden voorkomen.’


Foto: Rozemarijn Vliegenthart

Eén screening voor alle Big-3 ziekten

In het B3CARE-project werken onderzoekers aan de voorbereiding van gecombineerde screening op alle drie de ziekten. Uit analysen van het projectteam blijkt dat het toevoegen van COPD en hart- en vaatziekten aan longkankerscreening de kosteneffectiviteit sterk verbetert. Dat betekent dat naar verwachting meer goede levensjaren gewonnen kunnen worden tegen lagere kosten. Maar, de screening zal jaarlijks ook vele duizenden scans opleveren. Het beoordelen hiervan wordt een enorme klus voor radiologen. ‘Om hen daarbij te ondersteunen, trainen we computers met software op basis van kunstmatige intelligentie’, vertelt Vliegenthart. ‘Een grote groep Lifelines deelnemers heeft een scan van hart en longen gehad. Hierop hebben we met handmatige software onder andere de aanwezigheid en grootte van long nodulen bepaald. Software op basis van kunstmatige intelligentie kan dit in de toekomst waarschijnlijk automatisch doen, zonder dat een radioloog deze zelf moet vinden en meten. We testen nu nieuwe, automatische software en vergelijken deze met handmatige metingen. Hierin werken we nauw samen met academische en industriële partners die automatische software hebben ontwikkeld’.

Voor- en nadelen

Maar zijn Big-3 ziekten eigenlijk altijd preventief op te sporen met zo’n CT screening? Volgens Vliegenthart niet: ‘Als Big-3 screening ingevoerd wordt, zal dat altijd gepaard gaan met een afweging van voor- en nadelen. Een CT-scan brengt een lage dosis schadelijke röntgenstraling met zich mee en daarnaast komen vroege tekenen van Big-3 ziekten op jongere leeftijd zelden voor. Het is daarom te verwachten dat vooral mensen van middelbare of iets oudere leeftijd in aanmerking komen voor screening, waarschijnlijk in combinatie met risicofactoren als roken. Big-3 ziekten die op jongere leeftijd optreden mis je dan eigenlijk al. Ook is herhaling van longkankerscreening van groot belang, elk jaar of om het jaar. Juist dan zijn de vroegere stadia van longkanker nog op tijd op te sporen.’ 

De verwachting is dat software op basis van kunstmatige intelligentie in de toekomst kan helpen bij het meten van relevante biomarkers. Vliegenthart: ‘De computer kan met die informatie dan een voorstel van een testresultaat maken, waarna de radioloog deze boordeelt. Op basis daarvan ontvangt de screeningsdeelnemer vervolgens een gepersonaliseerd advies, bijvoorbeeld over leefstijl, preventieve medicatie, doorverwijzing en screeningsherhaling.’ 

Soortgelijke software is ook in ontwikkeling voor screening op andere ziekten, waaronder borstkanker. Gezien het grote aantal radiologische onderzoeken dat beoordeeld moet worden, kan kunstmatige intelligentie ondersteunen bij het filteren van normale testen óf de verdachte testen vooraan in de rij te zetten. 


Wil je meer informatie over het B3CARE-project? Bezoek de website B3care.nl of neem contact op met Rozemarijn Vliegenthart