Betere bestraling baarmoederhalskanker met kunstmatige intelligentie

Illustratie onderzoekers, artsen en patiënten met de tekst "Dit onderzoek is mogelijk dankzij donaties".

Onderszoekssamenvatting

Gepubliceerd op 23 maart 2020

Het bestralen van tumoren luistert nauw. De stralingsdosis moet hoog genoeg zijn om de tumor te vernietigen, maar niet zo hoog dat ernstige schade ontstaat aan gezond, omliggend weefsel. Artsen stellen daarom per patiënt een bestralingsplan op. Dat is tijdrovend, complex en secuur werk. Door menselijke en softwarematige beperkingen ontstaan ongewenste foutmarges. Is dit te verbeteren met kunstmatige intelligentie?

Doel van het onderzoek

Het ontwikkelen van snelle, nauwkeurige en inzichtelijke bestralingsplannen bij baarmoederhalskanker met behulp van kunstmatige intelligentie (KI).

Waarom is dit onderzoek nodig?

Bij inwendige bestraling (brachytherapie) wordt een radioactieve stralingsbron rechtstreeks in (de buurt van) de tumor geplaatst. Brachytherapie is bij baarmoederhalskanker de enige manier om de tumor met een adequate dosis te bestralen zonder extreme risico’s voor het omliggende weefsel.

Het berekenen van de optimale dosis (aantal stralingseenheden per uur) en het opstellen van het ideale bestralingsplan blijkt in de praktijk vaak een probleem. De benodigde software voldoet niet aan de wensen en eisen van artsen, is tijdrovend en vereist niet-inzichtelijke handelingen. Dit leidt in 20% van de gevallen tot een te hoge stralingsdosis. Hierdoor kan matige tot ernstige schade in met name darm of vagina ontstaan.

Voortraject

In 2016 zijn het Amsterdam UMC - locatie AMC en het Centrum Wiskunde & Informatica gestart met het ontwikkelen van KI om automatische bestralingsplannen te maken, die sneller, beter en inzichtelijker zijn.

In een recente studie verkozen AMC-artsen in 98% van de gevallen de KI-gegeneerde plannen boven de plannen die zij zelf maakten met klinische software.

De automatische methode gaf bovendien meerdere opties. Van plannen met een net-afdoende tumordosis tot plannen met een hogere tumordosis en meer nevenstraling op omliggend weefsel.

Met KI zijn dergelijke plannen in slechts een paar minuten te berekenen. Een traditioneel planningsproces kan een uur duren en leidt tot één plan dat vaak nog voor verbetering vatbaar is.

Hoe wordt dit onderzoek uitgevoerd?

De onderzoekers gaan bovengenoemde KI-aanpak verder uitbreiden en veralgemeniseren. De focus ligt op het ontwikkelen van nieuwe KI-modellen voor inwendige bestraling van baarmoederhalskanker. Nieuwe wensen en eisen, ook vanuit andere ziekenhuizen, zullen worden geïmplementeerd in de software. De KI-berekeningen worden losgelaten op bestaande data van eerdere brachytherapie-behandelingen.

Wat levert dit onderzoek op?

Aan het einde van dit project hopen de onderzoekers te beschikken over een volledig werkend en makkelijk te gebruiken prototype van innoverende, snelle brachytherapieplanningssoftware.

Met deze geoptimaliseerde, automatisch gegenereerde brachytherapiebehandelplannen moet overbestraling van nabijgelegen organen gehalveerd kunnen worden.