reeks: medtech

Een ‘robotdokter' voor beroertes en kanker

Paul Suetens (hoofd van Medical Imaging Research Center in UZ Leuven). Zijn team ontwikkelde technologie om met virtual reality in de hersenen van een patiënt te duiken. ©Wim Kempenaers

In het UZ Leuven goochelen 100 onderzoekers met medische beelden, big data en deep learning. ‘We zeggen tegen de computer: hier, zoek het maar uit.'

Een man krijgt een beroerte op straat, wordt met de ambulance afgevoerd en de spoedafdeling binnengebracht. Bloedvaten in de hersenen zitten verstopt en hersencellen beginnen af te sterven. Het is een kwestie van snel en precies ingrijpen. De patiënt gaat onder de scanner. Radioloog en neuroloog beslissen op basis van de beelden wat er te doen staat.

Maar wat als een computer die beslissing neemt? ‘Dat is waar we naartoe gaan’, zegt Paul Suetens, hoofd van het Medical Imaging Research Center in het UZ Leuven. Algoritmes en computers die heel precies aflijnen welke stukjes van de hersenen verloren zijn en wat er nog te redden is. ‘Dat zijn we aan het ontwikkelen. De resultaten van de eerste experimenteren zijn veelbelovend.’

Zoals computers nu de beste schakers ter wereld kunnen kloppen, kunnen ze op termijn evengoed medische beslissingen beter nemen dan artsen.

Zoals computers nu de beste schakers ter wereld kunnen kloppen, kunnen ze op termijn evengoed medische beslissingen beter nemen dan artsen. Termen als big data, machine learning en deep learning zijn ook in de medische wereld in opmars. Om het dna van patiënten te ontrafelen en daarin signalen van ziektes te ontwaren, maar ook om medische beelden van hersenen, hart en andere organen te doorgronden. ‘We voeden computers met medische beelden van vorige patiënten waaruit ze zelf kunnen leren om patronen te ontdekken. Als er dan een nieuwe patiënt binnenkomt, nemen we een scan en zeggen tegen de computer: hier, zoek het maar uit.’

Kankertherapie

Terwijl IBM zijn supercomputer Watson probeert uit te bouwen tot de ‘beste dokter ter wereld’, zijn wereldwijd tal van gelijkaardige initiatieven lopende. Ook in België. ‘De automatisering in de geneeskunde is niet meer te stoppen’, klinkt het.

Voor het afbakenen van tumoren op basis van artificiële intelligentie loopt in Leuven een onderzoeksproject als onderdeel van het nieuwe protontherapiecentrum dat volgend jaar in gebruik wordt genomen.

Ook voor het afbakenen van tumoren loopt in Leuven een onderzoeksproject als onderdeel van het nieuwe protontherapiecentrum dat volgend jaar in gebruik wordt genomen. ‘Protonbestraling is een techniek om heel precies tumoren te bestrijden, zonder gezond weefsel in de buurt te beschadigen. Een perfecte aflijning van de tumorstructuur is dan ook een eerste cruciale stap. We vermoeden dat een getrainde computer dat beter kan’, zegt Suetens.

Louvre van Leuven

De burgerlijk ingenieur staat aan het hoofd van het Leuvense Medical Imaging Research Center, gehuisvest in ‘het Louvre’ van het universitzir ziekenhuis. ‘Bedoeling was dat dit gebouw een glazen piramidedak zou krijgen. Dat bleek te duur, maar de naam in de wandelgangen is gebleven’, lacht Suetens.

In feite plakken we getallen op uw organen.
Paul Suetens
diensthoofd van Medical Imaging Research Center in UZ Leuven

Zijn team telt 100 mensen. Ingenieurs, wiskundigen en computerwetenschappers. ‘Die ontwikkelen technieken om medische beelden te analyseren, er kwantitatieve gegevens uit te halen en die beelden zo voor te stellen dat ze meteen interpreteerbaar zijn. In feite plakken ze getallen op uw organen’, klinkt het ‘Deze mensen zijn niet meer weg te denken uit een ziekenhuis. Ze zijn de tussenschakel tussen scanners en artsen.’

Hersenen induiken met VR

Het is een stille revolutie in de geneeskunde. Niet zo sexy voor de buitenwereld als bijvoorbeeld een grensverleggende nieuwe therapie voor huidkanker. ‘Maar wel eentje die dagelijks mensen redt.’ Maar dat software en computers de dokter zal vervangen? Dat niet. ‘Ze helpen dokters. De radioloog en dokter krijgen nuttige informatie maar hebben steeds de eindverantwoordelijk naar de patiënt.’

Hoe zal mijn gezicht er uit zien na plastische chirurgie? Na een neuscorrectie? De software is beschikbaar.

De verscheidenheid aan projecten binnen het onderzoekscentrum is immens. Deep learning is er maar één van. Hoe zal mijn gezicht er uit zien na plastische chirurgie? Na een neuscorrectie? De software is beschikbaar. Of nog, software om enkel met wat dna een gezicht te reconstrueren.

Suetens geeft nog het voorbeeld van een patiënt met een artereoveneuze malformatie. Een moeilijk woord voor een abnormaal kluwen van bloedvaatjes in de hersenen, wat kan leiden tot hoofdpijn, epilepsie en zelfs verlamming. Zijn team ontwikkelde een programma om verschillende hersenscans over elkaar te leggen. Resultaat is een haarscherp 3D-beeld van de hersenen waar een chirurg met een virtual reality bril (zie foto)  als het ware kan induiken om een operatie voor te bereiden. Waar liggen de bloedvaten? Welke zijn de cruciale hersengebieden voor bewegen, praten, luisteren, … Waar liggen de verbindingen tussen die gebieden? Hoe is alles met elkaar verweven? Allemaal mooi voorgesteld en gele, witte, rode en purpereren lijnen en vlakken.

Zelfrijdende auto's

Het scheelde destijds geen haar of Suetens was in de industrie terechtgekomen. ‘Ik werkte korte tijd bij een roboticabedrijf om inspectiesystemen - ook dat is beeldvorming - te ontwikkelen’, zegt hij. Maar voor een project met Agfa-Gevaert keerde hij terug naar de academische wereld, al zijn de banden met de industrie noooit helemaal doorgenkipt. Nu nog is hij op het Deprtement Elektrotechniek van de KULeuven hoofd van de afdeling ‘beeld- en spraakspraakverwerking’ waar onder andere een project met Toyota rond zelfrijdende auto’s op poten staat. ‘Maar mijn hart toch vooral in de geneeskunde’, zegt hij. Al moet hij nu en dan met lede ogen aanzien dat zijn beste onderzoekers hun onderzoek verder zetten buiten de universitaire muren, gelokt door commerciële bedrijven met grote budgetten.

Twee start-ups

Ook het centrum van Suetens leverde door de jaren heen twee bedrijven af, spinoffs die het stadium van start-up al een tijdje gepasseerd zijn. Medicim legt zich toe op software voor de analyse van beelden bij de tandarts en mondchirurgen. Het bedrijf is intussen onderdeel van het Amerikaanse miljardenbedrijf Danaher dat grote plannen heeft om de site in Mechelen te verdubbelen tot 250 werknemers volgend jaar.

Het onderzoekscentrum leverde al twee start-ups op. De hersensoftware van Icometrix is intussen op de radar gekomen van Google. En Medicim is in handen van een Amerikaans miljardenbedrijf dat het aantal werknemers in ons land volgend jaar wil verdubbelen tot 250.

Icometrix maakt op zijn beurt furore in de wereld van multiple sclerose en plakt cijfers op de ziekte. Het haalt informatie uit hersenscans die anders onzichtbaar blijven. De technologie staat nu zelfs op de radar van Verily, dochterbedrijf van Alphabet (Google), dat met big data in de hand de juiste medicatie voor elke patiënt afzonderlijk te bepalen. ‘De komende jaren zullen nog veel van die producten op de markt komen. Vijftien jaar geleden toen de plannen rijpten om dit centrum op te richten, moest ik me verantwoorden bij de raad van bestuur. Medische beeldvorming, is dat niet bijna allemaal opgelost?, was de vraag. Nee dus, het is nu pas volop aan het boomen’, besluit Suetens.

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Tijd Connect