Kunstmatige intelligentie helpt bij vaststellen beste bestralingsplan

Radiotherapeuten krijgen hulp van kunstmatige intelligentie (AI) bij het maken van inwendige bestralingsplannen voor prostaatkanker. Deze week is de eerste patiënt bestraald met behulp van de nieuwe AI-techniek. De software hiervoor is ontwikkeld door Amsterdam UMC en Centrum Wiskunde & Informatica (CWI).

Bij prostaatkanker krijgen patiënten vaak brachytherapie – een vorm van inwendige bestraling. Er worden meerdere katheters ingebracht bij de patiënt, waardoorheen een radioactieve bron geleid wordt. Daarna wordt een behandelplan gemaakt. In het geval van brachytherapie gebeurt dit terwijl de patiënt wacht met de al ingebrachte katheters. Een ongemakkelijke situatie, die artsen het liefst zo kort mogelijk willen laten duren. Het maken van een plan mag daarom maximaal een uur in beslag nemen.

Maar dat is een complex proces. Het kost artsen veel tijd om te bepalen hoe ze een bepaalde patiënt precies moeten bestralen. Met de nieuwe software kan de computer binnen een paar minuten een hele reeks bestralingsplannen maken. In elk plan staat hoe lang de radioactieve bron op welke specifieke positie stil moet staan om daar een bepaalde hoeveelheid stralingsdosis af te geven. Het doel is om de benodigde tijd en posities zo goed mogelijk te bepalen zodat de tumor voldoende stralingsdosis ontvangt, terwijl het omliggende gezonde weefsel zo min mogelijk schade oploopt als gevolg van de bestraling.

Routeplanner

De nieuwe software is tot stand gekomen door een nauwe onderzoekssamenwerking tussen de Life Sciences and Health-groep van CWI, de afdeling Radiotherapie van Amsterdam UMC en het bedrijf Elekta, dat bestralingsapparatuur en software voor ziekenhuizen ontwikkelt. Op basis van kunstmatige intelligentie stelt deze software voor iedere patiënt razendsnel meerdere bestralingsplannen voor. De arts krijgt een soort ‘routeplanner’: op basis van gegevens over een patiënt, geeft de software een aantal ‘routes’ voor bestraling. De routes vertegenwoordigen de afwegingen tussen het leveren van voldoende stralingsdosis aan de tumor en zo min mogelijk schade aan omliggende organen. Artsen kunnen hiermee niet alleen sneller een goed plan maken, maar ook tot betere plannen komen.

Betere behandelingsresultaten

Voordat de nieuwe AI-software in gebruik werd genomen, is er een studie gedaan naar de effectiviteit ervan. Een artsenpanel kreeg behandelplannen gemaakt door de computer én plannen gemaakt door artsen voorgelegd, zonder te weten door wie de bestralingsplannen waren bedacht. In 98 procent van de gevallen koos het artsenpanel voor een plan van de AI-software.

Bradley Pieters, radiotherapeut bij Amsterdam UMC: “De verbeterde bestralingsplannen kunnen leiden tot betere behandelingsresultaten voor patiënten met prostaatkanker. We kunnen de tijd die we nu overhouden, inzetten voor het leveren van maatwerk. Daarnaast kunnen we onze medische kennis optimaal benutten, zoals extra informatie over de patiënt die de software niet heeft, maar wij wel.”

Bradley Pieters
Bradley Pieters

Baarmoederhalskanker

Het grote voordeel van de ontwikkelde AI-software is dat je deze relatief eenvoudig kunt uitbreiden naar andere typen kanker. Een vervolgproject is dan ook al gepland. Met een subsidie van KWF Kankerbestrijding gaan CWI, Amsterdam UMC, en Elekta, onder leiding van nieuwe projectpartner LUMC (Leids Universitair Medisch Centrum) dit werk uitbreiden naar inwendige bestraling bij baarmoederhalskanker. Het onderzoek wordt gefinancierd via het programma Innovatieve Publiek-Private Samenwerkingen in ICT (IPPSI) van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).