Scheurende buikaneurysma’s voorspellen met behulp van machine learning
Patiënten van wie de buikslagader verwijd is, een aneurysma, lopen het risico dat het bloedvat gaat scheuren. Als dat gebeurt is de situatie levensbedreigend. Mirunalini Thirugnanasambandam, als onderzoekster verbonden aan het Catharina Ziekenhuis en de TU/e start met een nieuw onderzoek naar de groei én het inschatten van de kans op scheuren van een aorta-aneurysma.
Met die studie hoopt ze dat er in de toekomst onnodige operaties kunnen worden voorkomen. “Bij sommige patiënten scheurt het bloedvat pas als het drie keer groter is dan normaal, bij anderen al veel eerder. Als we dat kunnen voorspellen, kunnen we levens redden en veel overbodige operaties voorkomen.” Voor haar onderzoek ontving ze onlangs de onderzoeksbeurs VENI van de NWO van 280.000 euro.
Verwijding van de aorta
Een verwijding van een bloedvat kan in alle slagaders ontstaan, maar komt het meeste voor in de aorta (de grote lichaamsslagader). Als dat gebeurt in de buik, heet dat een aneurysma van de abdominale aorta (kortweg AAA). De aorta loopt vanaf het hart door de borstholte en buik naar beneden. De slagader in de buik heeft een diameter van ongeveer 2 centimeter. Bij een aneurysma is het verwijde deel minimaal 3 centimeter breed.
Nu komen mannen in aanmerking voor een operatie als het verwijde deel groter is dan 5,5 centimeter. Bij vrouwen is dat bij 5 centimeter. “Eerder opereren is niet zinvol, want het risico op scheuren is kleiner dan het risico dat een operatie met zich meebrengt. Al is er altijd nog vijf tot tien procent van de aneurysma’s die scheurt voordat ze vijf centimeter breed zijn. Maar aan de andere kant zien we ook veel grotere verwijdingen die helemaal niet scheuren”, zegt Thirugnanasambandam. “Die worden nu uit voorzorg wél geopereerd.”
Dat scheuren, of ruptureren, is afhankelijk van de kwaliteit van de vaatwand. Die is bij iedere patiënt verschillend en bovendien moeilijk in te schatten. Daarom wil Thirugnanasambandam met machine learning een model bouwen dat patiënt-specifieke voorspellingen mogelijk maakt op basis van die vaatwandkwaliteit.
Patiëntdata sinds 2014
De data waar de onderzoekster uit put komt van het Catharina Ziekenhuis, waar al sinds 2014 echo’s worden gemaakt van de aneurysma’s van patiënten. Inmiddels is er van meer dan vijfhonderd patiënten bewegend beeldmateriaal van verschillende tijdsfases van het aneurysma. Met die 4D-modellen zijn ook vorm, elasticiteit en diameter te meten. Dat helpt om het model te trainen: “We kunnen het model een aneurysma laten zien en het model laten voorspellen hoe dat aneurysma er over zes maanden uitziet. Dat kunnen we testen en controleren, want de beelden van zes maanden later hebben we ook. Zo kunnen we het model met heel veel data voeden.”
Voor patiënten moet het model uiteindelijk kunnen bepalen of er wel of geen operatie nodig is. De kwaliteit van de vaatwand moet daarbij de doorslag geven, niet de diameter. “Zo kun je beoordelen of je sommige mensen al eerder opereert. Dat kan levens redden, want als het buikaneurysma scheurt, is dat in sommige gevallen dodelijk. Bij kwetsbare ouderen kun je operaties juist voorkomen. Als je constateert dat de vaatwand ondanks de verwijding nog kwalitatief goed is, kan het zijn dat je niet hoeft in te grijpen.”
Als je de kwaliteit van de vaatwand kunt inschatten, kun je beter beoordelen wanneer een operatie nodig is. Dat kan levens redden, want als het buikaneurysma scheurt, is dat in sommige gevallen dodelijk.
Zo ver is het echter nog niet. Dankzij de onderzoeksbeurs kan Thirugnanasambandam met het onderzoek beginnen. “Dit project maakt de weg vrij voor een toekomst waarin een gepersonaliseerd AAA-beheerbehandeling normaal kan worden. Dit kan tegelijkertijd de levenskwaliteit van patiënten verbeteren en de druk op het gezondheidszorgsysteem verminderen. Ik ben heel blij met deze subsidie en het enthousiasme van de NWO voor dit onderzoek”, zegt Thirugnanasambandam.
Het Catharina Ziekenhuis heeft een toonaangevend topklinisch hart- en vaatcentrum dat gespecialiseerd is in het verlenen van hoogwaardige complexe zorg op het gebied van cardiologie, cardiothoracale chirurgie, vaatchirurgie en vasculaire neurologie.