Onderzoekers gebruiken al jaren computers om nieuwe ontwerpen van auto’s en vliegtuigen te simuleren in vele situaties. Ook Max Verstappen rijdt zijn race eerst op de computer op een virtueel racecircuit, voordat hij in een echte Formule-1-auto stapt. Henk Marquering, hoogleraar Translationele artificiële intelligentie: “Vreemd genoeg zijn computersimulaties in de geneeskunde nog ongebruikelijk. Terwijl het een ontzettend waardevol instrument kan zijn. Met dit project willen wij de behandeling voor individuele patiënten met een beroerte eerst gaan testen op een digitale tweeling. De artsen zien in de simulatie welke behandeling werkt en welke niet.” Naast de 10 miljoen euro van de EU brengen twee partners uit Zwitserland en een partner uit Taiwan nog samen 3 miljoen euro in. Iedere partner uit de 12 landen levert een aandeel van eigen expertise op het gebied van computersimulatie en geneeskunde. Amsterdam UMC leidt het onderzoek.
Kennisgedreven kunstmatige intelligentie
Alfons Hoekstra, hoogleraar Computational Science aan de Universiteit van Amsterdam, zegt over de ontwikkeling van digitale tweelingen van patiënten met een beroerte: “Het is geen animatie, maar gaat om echte berekeningen. We voeren van de patiënt met een beroerte de bloeddruk in, het hartritme, de informatie uit de hersenscan en andere medische gegevens. Vervolgens rolt er een soort ‘digitale tweeling’ uit waarop we behandelingen kunnen simuleren.” Een concreet voorbeeld is de verwijdering van een bloedprop bij een herseninfarct. Door simulaties uit te voeren, kunnen artsen zien of een specifieke behandeling de bloedprop van de patiënt intact laat of deze juist uiteen doet vallen. Het laatste is potentieel levensbedreigend. “Door vooraf te testen krijgt de patiënt de meest optimale behandeling”, aldus hoogleraar Neuroradiologie Charles Majoie.
“Het blijft een versimpeling, maar we komen nu wel te weten wat goed voor de individuele patiënt is. Hoe meer metingen we in de digitale tweeling kunnen stoppen, des te preciezer kunnen we voorspellen wat de beste behandeling zal zijn”, voegt Hoekstra toe. Deze manier van data invoeren in een computermodel wordt ook wel kennisgedreven kunstmatige intelligentie genoemd, waarbij diepgaande biologische en medische kennis van beroertes gebruikt wordt. Dit is anders dan bij datagedreven kunstmatige intelligentie, daar wordt puur gekeken naar grote hoeveelheden gegevens (data) van heel veel eerdere patiënten. De data wordt vervolgens gebruikt om voorspellingen te doen. “Het is een nieuwe tak van sport die we hier beoefenen. We combineren de computergegevens met de fysische en biologische kennis die we hebben. Computerwetenschappers en artsen werken intensief samen om onze visie te realiseren.”
Zorg op maat
In de komende vier jaar werken de onderzoekers aan de techniek die het mogelijk moet maken om zo’n digitale tweeling te creëren. Wanneer die techniek er eenmaal is, verwachten ze nog zo’n twee jaar nodig te hebben om er een computersimulatie van te maken die bruikbaar is in de praktijk. Zodat artsen straks met behulp van hun computer tot de best passende behandelmethode voor hun patiënten komen. Marquering: “Een behandeling die eerst virtueel is uitgetest op je digitale tweeling? Dat is pas zorg op maat!”
Bekijk de video hieronder over hoe Amsterdam UMC kunstmatige intelligentie en de digitale tweeling inzet om de zorg te verbeteren.
Fotografie: Shutterstock
