Met de aanstelling van prof. dr. ir. P.M.A. (Peter) van Ooijen als hoogleraar AI in de radiotherapie aan de Rijksuniversiteit Groningen kreeg dit innovatieve vakgebied vorig jaar een impuls. In het kader van zijn inaugurele rede werd in het UMC Groningen op 21 en 22 november 2024 een tweedaags symposium gehouden met als titel ‘Innovations in AI for Healthcare’. Van Ooijen vertelt over het interessante programma van dit symposium, over zijn carrière en over de ontwikkelingen in zijn boeiende vak.
De afgelopen jaren zijn de ontwikkelingen rond de toepassing van kunstmatige intelligentie (AI) in de radiotherapie snel gegaan. Zo zijn er al commerciële AI-applicaties die in de dagelijkse praktijk gebruikt worden om bijvoorbeeld de segmentatie van risico-organen automatisch uit te voeren of bestralingsplannen op te stellen. Ook binnen het onderzoek zijn er talloze projecten op het gebied van AI in de radiotherapie. Er worden bijvoorbeeld applicaties ontwikkeld voor de segmentatie van tumoren, wat enigszins uitdagender en subjectiever is dan de segmentatie van risico-organen.
“Veel aandacht is er ook voor de acceptatie van de uitkomst van AI-modellen door de gebruikers. Hierbij is het doel om de acceptatie te vergroten door inzicht te geven in de werking en de voor- en nadelen van de modellen. Overigens is een voordeel voor de acceptatie van AI-modellen binnen de radiotherapie dat de technisch georiënteerde klinisch fysici zeer betrokken zijn bij de patiëntenzorg. Een groot voordeel voor de ontwikkeling van AI-modellen voor de radiotherapie is dat in de radiotherapie het beeldmateriaal en de bewerkingen, zoals intekeningen van tumoren en risico-organen, gestructureerd worden opgeslagen volgens de DICOM-standaard (Digital Imaging and Communications in Medicine) en direct beschikbaar zijn voor het trainen van AI-modellen. Daarnaast is een voordeel voor de ontwikkeling van AI-modellen dat de radiotherapie een beperkter aandachtsgebied heeft dan bijvoorbeeld de radiologie, waarin uiteenlopende ziektebeelden in beeld worden gebracht. Een nadeel is dat hierdoor de radiotherapie minder interessant is voor ontwikkelaars van commerciële toepassingen”, aldus Peter van Ooijen.
Carrière
Van Ooijen studeerde technische informatica aan de Technische Universiteit Delft en zijn afstudeeropdracht op het gebied van de computer graphics voltooide hij in het UMC Utrecht. “Daar kwam ik voor het eerst in aanraking met de medische beeldvorming binnen de radiologie en ontstond mijn passie voor dit vakgebied. Ik bleek het namelijk veel interessanter te vinden om via goede beeldvorming patiënten te helpen dan om bijvoorbeeld animaties voor virtual reality te maken. Vooral het bouwen van bruggen tussen de techniek en de kliniek is iets dat me aantrekt, daarom ben ik tijdens mijn carrière ook vrijwel altijd verbonden geweest met een klinische afdeling. Mijn kennis inzetten om artsen vooruit te helpen, dat is wat ik altijd binnen mijn functies heb gezocht.”
In 1996 kreeg Van Ooijen bij het Erasmus MC in Rotterdam een aanstelling als onderzoeker naar de cardiale beeldvorming en vanaf 2000 als promovendus op het gebied van de digitalisatie van cardiale beeldvorming bij het UMC Groningen. “Sinds 2019 ben ik coördinator van het Machine Learning Lab van het Data Science Center in Health (DASH) in Groningen en sinds 2023 president van de European Society of Medical Imaging Informatics (EuSoMII). Deze vereniging is een onderdeel van de European Society of Radiology en heeft als doel om vanuit een multidisciplinaire benadering de kennis over en toepassing van informatica in de medische beeldvorming te bevorderen.1 Ons jaarlijkse congres bestaat dan ook uit multidisciplinaire sessies waarin presentaties van onder andere radiologen, radiodiagnostisch laboranten en informatica-experts aan bod komen. De dag voor het EuSoMII-congres is er sinds 2023 een wedstrijd waarbij multidisciplinaire teams moeten proberen om het beste AI-model te ontwikkelen en trainen. Dit multidisciplinaire karakter is onder andere nodig om technici en medici elkaars taal te leren begrijpen en spreken, en om tot een optimale implementatie van AI in de medische beeldvorming te komen.”
Uitkomsten voorspellen
Sinds augustus 2023 is Van Ooijen bij de Rijksuniversiteit Groningen aangesteld als hoogleraar AI in de radiotherapie. Binnen zijn onderzoeksgroep lopen tal van projecten, waaronder die naar de ontwikkeling van modellen die bij individuele patiënten kunnen voorspellen wat de werkzaamheid en toxiciteit van een behandeling zal zijn. “Deze modellen zijn we aan het ontwikkelen om te komen tot een adaptieve vorm van radiotherapie, waarbij het mogelijk is om tijdens het behandeltraject het behandelplan aan te passen op grond van nieuwe informatie over de werkzaamheid en toxiciteit. Nu is het nog zo dat het aanpassen van een behandelplan dusdanig tijdrovend is dat je dit niet tijdens het behandeltraject kunt doen. Door het proces met AI-modellen te automatiseren, hopen we dat het in de toekomst wél mogelijk is om het plan tijdens het behandeltraject aan te passen. Dergelijke modellen moeten natuurlijk wel in studies gevalideerd worden. Voor het zover is, zullen we echter eerst moeten bepalen of het überhaupt mogelijk is om met AI-modellen de uitkomst van radiotherapie betrouwbaar te voorspellen.”
Symposium
Op 21 en 22 november werd in het UMC Groningen het symposium ‘Innovations in AI for Healthcare’ gehouden.2 “De eerste dag startte met een sessie rond de multidisciplinaire samenwerking binnen de radiologie en radiotherapie en bestond onder andere uit een presentatie van dr. Andrew England, president van de European Federation of Radiographer Societies. Daarna volgden sessies over de huidige state-of-the-art AI-modellen binnen de radiologie en radiotherapie en over de implementatie van die modellen in de dagelijkse praktijk”, vertelt Van Ooijen. Het programma werd aangevuld met 3 Keynote Lectures van nationale en internationale experts en het tot de verbeelding sprekende avondprogramma ‘A taste of AI’. Dit avondprogramma was een initiatief van de Jantina Tammes School of Digital Society, Technology and AI van de Rijksuniversiteit Groningen en bestond uit presentaties van onderzoekers die in Groningen, buiten de radiotherapie en radiologie, met AI werken. “Zo waren er bijvoorbeeld demonstraties van onderzoekers die met robotics en virtuele patiënten werken. Ik denk dat het symposium in anderhalve dag een goed inzicht heeft gegeven in de ontwikkeling en implementatie van AI in de radiotherapie en radiologie.” Het symposium werd afgesloten met de inaugurele rede van Van Ooijen. “Hierin besprak ik onder andere de lopende projecten van mijn onderzoeksgroep en mijn doelen voor de toekomst.”
Toekomst van AI
Volgens Van Ooijen gaan de ontwikkelingen binnen de toepassing van AI zo snel dat het niet valt te voorspellen hoe het veld er over een aantal jaren voorstaat. “Zo voorspelde enkele jaren geleden Nobelprijswinnaar prof. dr. Geoffrey Hinton (Toronto, Canada), een van de grondleggers van AI, dat AI alle radiologen overbodig zou maken. Destijds resulteerde deze voorspelling uiteraard in veel commotie onder radiologen (in opleiding). Deze voorspelling kwam echter niet uit, want tegenwoordig zijn er meer radiologen nodig dan ooit. Dit geeft aan hoe lastig het is om de toekomst van AI in de medische beeldvorming te voorspellen. Wat mijn eigen werk betreft hoop ik dat we over een aantal jaren concrete stappen hebben gemaakt in het onderzoek naar, maar vooral de klinische implementatie van, AI in de adaptieve radiotherapie. Voordat we tot een bredere implementatie van AI in de medische beeldvorming komen, zal er echter nog wel wat moeten gebeuren op het gebied van de toepassing van AI binnen de kaders van de Europese wet- en regelgeving, zoals de Medical Device Regulation en de EU AI Act. Daarnaast zullen we ons ook moeten blijven verdiepen in de ethische aspecten van het gebruik van AI. Als we dit allemaal kunnen realiseren, hoop ik dat de implementatie van AI in de gezondheidszorg zal leiden tot een verlichting van de werkdruk.”
Referenties
- EuSoMII
- UMCG research