Aan de slag met kunstmatige intelligentie in het Catharina Ziekenhuis

Artificial Intelligence, AI, is een verzamelnaam voor computertoepassingen die met behulp van zogenaamde algoritmen razendsnel com­plexe voorspellingen doen, die voorheen alleen door het menselijk brein konden worden gedaan. Door software­programma’s onophoudelijk regels en instructies te voe­ren, worden toepassingen steeds slimmer. Superslimme computers kunnen een groot voordeel zijn, zeker in een omgeving als het Catharina Ziekenhuis waar specialisten aan de lopende band levensbelangrijke keuzes maken.

Onderzoekers, artsen en specialisten van het Catharina Ziekenhuis zijn nu volop bezig met het ontdekken van de mogelijkheden van AI. Luister bij­voorbeeld naar projectcoördinator Nienke Bakx van het Expertisecentrum AI. Of zie oncologisch chirurg Misha Luyer. Beiden zijn fan van AI en dragen eraan bij dat de ziekenhuiswereld het de komende jaren gaat omarmen – hoewel er nog een lange weg te gaan is. Nienke maakte na haar technische opleiding en specialisatie in Medical Ima­ging kennis met de wereld van AI en beeldbewerking, zoals het beoordelen van CT scans.

Dan is er oncologiespecialist Misha. Hij ziet het als zijn missie om een brug te slaan tus­sen technologie en gezondheidszorg. Hiervoor maakt hij ook deel uit van het e/MTIC, het Eindhoven MedTech Innovation Center. Deze samenwerking helpt onder andere om AI naar de medische praktijk te brengen. Daarnaast is hij sinds mei hoog­leraar aan de Technische Universiteit Eindhoven, de TU/e, met als specialisatie Prognostics in Oncological Surgery, waar ook het ontwikkelen van kunstmatige intelligentie bij hoort. Weetje: Misha is de achttiende hoogleraar in het Catharina Ziekenhuis.

Nienke heeft flinke verwachtingen van kunstmatige in­telligentie. De plek die AI nu inneemt in de ziekenhuis­wereld is nog bescheiden, maar gaat belangrijk worden, verwacht ze. „Dat professionals op allerlei niveaus met behulp van data een algoritme kunnen ontwikkelen waarmee ze patronen kunnen herkennen en naar de praktijk kunnen vertalen, is bijzonder. AI gaat overal in het ziekenhuis voorspellingen doen die het dagelijkse werk van onze medewerkers makkelijker kunnen ma­ken. Denk aan de werklast voorspellen en administratie­ve processen en logistieke handelingen ondersteunen, zoals de planning van de beddenuitgifte. En met de hulp van kunstmatige intelligentie kunnen artsen nu sneller belangrijke kennis opdoen en effectiever behandelen. Zeker binnen de radiologie, de afdeling die diagnose stelt met beeldvorming, zijn er veelbelovende ontwikke­lingen.”

MODELLEN TRAINEN
Om kunstmatige intelligentie in het Catharina Ziekenhuis écht te laten uitblinken, is samen­werking nodig. Daarom werd in 2022 het Expertisecentrum AI opgezet, Nienkes club. „Hier werken onze ICT-afdeling en data-afdeling samen. Het cen­trum helpt specialisten en ver­pleegkundigen bij het ontwik­kelen en aanschaffen van AI-algoritmen. We trainen de AI-modellen door ze onze eigen data te geven en ze zo slimmer te maken.”

Op heel wat afdelingen zijn ze inmid­dels volop bezig met onderzoek naar AI. Er zijn talloze toepassingsmogelijkheden, bijvoorbeeld op de ic. „AI kan hier helpen bij het voorspellen van verslechtering en verbetering van de fysieke gesteldheid bij patiënten. Zo kunnen ongeplande opnames worden voorkomen en kan beter worden ingeschat wanneer ze ontslagen kun­nen worden. Ook de Cardiologie afdeling onderzoekt het gebruik van AI, door algoritmes hartritmestoornissen te laten voorspellen. Een heel ander toepassing voor AI vind je op de afdeling Geriatrie, waar AI het risico op val­len in kaart brengt.”

NAAR DE PRAKTIJK
Ook extern wordt op allerlei manieren samengewerkt. Het lijkt het een kwestie van tijd voordat kunstmatige in­telligentie écht geborgd zal zijn in de medische praktijk. Zo werken het Catharina Ziekenhuis, de TU/e en Philips sinds 2020 in het e/MTIC samen aan medische ontwik­kelingen, waaronder AI. Het team, waar ook Misha in zit, heeft nu een algoritme ontwikkeld dat alvleesklierkan­ker kan herkennen. „Wij gebruiken elkaars kracht. Phi­lips is goed in het ontwerpen van interfaces, dus hoe je het duidelijkst complicaties op beelden in kaart kunt brengen. De TU/e is sterk in het maken van algoritmes, wat eigenlijk complexe wiskundige berekeningen zijn. Wij van het Catharina Ziekenhuis kunnen weer goed be­denken wat het achterliggende klinisch probleem is. Er is dus een krachtige multidisciplinaire basis, die de kans vergroot dat AI zijn weg naar de klinische praktijk vindt.”

 BETER HERKENNEN
„Alvleesklierkanker is in beginsel moeilijk te herkennen”, weet Misha. „Een ervaren radioloog ziet het vaak wel op scans, maar in medische centra waar ze er minder vaak mee te maken hebben, zien ze het soms over het hoofd. Dat wil je natuurlijk niet. Hier kan AI ons enorm helpen. Maar om het algoritme te ontwikkelen dat alvleesklier­kanker kan zien, heb je allereerst veel scans nodig. Dit zijn met name scans waarop de oncoloog, de radioloog en de chirurg alvleesklierkanker herkennen.”

“Door het algoritme eindeloos dergelij­ke scans te ‘voeren’, wordt het steeds beter in het onderschei­den van alvleesklierkanker. Dat is de ontwikkelfase. Daarna ga je valideren. Je wilt immers zeker weten dat het inderdaad klopt wat het algoritme op scans als alvleesklierkanker aanmerkt. De volgende stap is dat het al­goritme praktisch meedraait in verschillende medische centra. Vervolgens wordt dan bepaald of kunstmatige intelligen­tie inderdaad foutloos in staat is om op scans van echte patiënten alvleesklierkanker te zien.”

DRIEDIMENSIONALE WEERGAVE
Misha laat op een beeldscherm zien hoe het in de prak­tijk werkt. We zien een driedimensionale weergave van een alvleesklier, opgebouwd uit verschillende afwijken­de kleuren. Zo ziet de specialist precies de anatomie van de klier, maar bijvoorbeeld ook de tumor, de bloedvaten en de bloedvatcontacten. „Een goede radioloog herkent deze op een gewone scan ook. Maar een scan beoor­delen kost doorgaans veel tijd en overleg. Dan AI. Met goed werkende algoritmen herkent AI de tumor meteen en nagenoeg foutloos. AI helpt ons zo om snel een be­handelplan te maken dat de grootste kans geeft op goed resultaat. En de resultaten zijn hoopgevend: wij hebben nu een algoritme dat in 99 procent van de gevallen cor­rect beslist of er alvleesklierkanker zit of niet. Die score moet zich blijven ontwikkelen. Typisch voor een algorit­me is namelijk dat het zo goed is als het gisteren was.”

Typisch voor een algorit­me is namelijk dat het zo goed is als het gisteren was

SINGULARITEIT
Vraagje: wie heeft er eigenlijk gelijk: de ervaren speci­alist die al jaren meedraait, of de kunstmatig opgewek­te intelligentie van AI? Het is een vraag die ook Misha en Nienke, en eigenlijk de hele medische wereld, be­zighoudt. Misha: „Op een gegeven moment gaat AI zo snel dat wij de mening van de computer niet meer goed kunnen controleren. We noemen dat singulariteit, het punt waarop machines de men­selijke intelligentie voorbijstre­ven. Daarom trekken in de me­dische wereld AI-intelligentie en menselijke intelligentie altijd samen op.” Nienke legt uit hoe dat praktisch werkt. „Het is be­langrijk te weten dat altijd een arts de uiteindelijke beslissing maakt en eindverantwoordelijk is. Ook in ons zieken­huis blijven echte mensen zoals ethici, artsen, verpleeg­kundigen en patiënten met elkaar in gesprek over het gebruik van AI. Steeds vaker zelfs, naarmate het meer in de praktijk wordt toegepast.”

Het is be­langrijk te weten dat altijd een arts de uiteindelijke beslissing maakt

NOOIT DE HEILIGE GRAAL
Als innovatief niet-academisch ziekenhuis loopt het Catharina Ziekenhuis voorop, en is voorstander van een data-gedreven manier van werken, AI dus. De werklast wordt er immers minder door en de kwaliteit van zorg ver­betert. Misha verheugt zich op een toekomst met AI. „Algorit­mes ontwikkelen lukt ons inmid­dels aardig. Het gaat nu om het werken aan een praktijk waarin je het echt kunt toepassen. Dat gaat de komende jaren gebeu­ren. Daarom ben ik ook zo blij met een ontwikkeling als Chat­GTP. Die heeft eenieder de ogen geopend. In de zorg zijn snelle beslissingen vaak van levensbelang. Daarbij gaat AI ondersteunen, en daar staan we met z’n allen niet on­welwillend tegenover. Maar AI zal nooit de heilige graal worden die het alwetende antwoord geeft.”

Dit artikel verscheen in de zomer van 2023 in het Eindhovense magazine FRITS