Aan de slag met kunstmatige intelligentie in het Catharina Ziekenhuis
Met de introductie van het geautomatiseerde schrijfprogramma ChatGTP werd AI, artificial intelligence ofwel kunstmatige intelligentie, voor het eerst echt zichtbaar in de samenleving. We weten nu dat het in bijna elke sector en branche wordt gebruikt, van het instrueren van de automatische piloot in het vliegtuig tot het aanbieden van favoriete films en muziek door de streamingdienst. Ook de medische wereld maakt inmiddels handig gebruik van algoritmen, zodat bijvoorbeeld specialisten nog effectiever diagnoses kunnen stellen en behandelen.
Tekst: Ronald Frencken | Foto’s: Jarno Verhoef
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.
Fans van AI
In het Catharina Ziekenhuis zijn ze 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.
Allerlei niveaus
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.”
Wij hebben nu een algoritme dat in 99 procent van de gevallen correct beslist
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.”