"Superbrein" van Gents technologiebedrijf moet coronavirus helpen detecteren

Niet alleen bij de diagnose van een coronapatiënt, maar ook bij de doorverwijzing naar intensieve zorg kan een CT-scan van de longen helpen. Om die analyse preciezer en sneller te maken werken radiologen en experten in artificiële intelligentie aan een oplossing.

“CT-scanners zijn voldoende nauwkeurig om de schade in de longen door het coronavirus te herkennen. Dat hebben we geleerd uit ervaringen  in China en andere gebieden waar de ziekte veel voorkomt. We kunnen zelfs afwijkingen zien vooraleer de patiënt symptomen heeft,“ zegt radioloog Erik Ranschaert. De Belg is verbonden aan het Elisabeth-Tweesteden Ziekenhuis in de Nederlandse stad Tilburg en voorzitter van de Europese radiologenvereniging EuSoMii.

“We vroegen ons af of we misschien die CT-scans beter kunnen analyseren met digitale tools om die diagnose met een bepaalde zekerheid te kunnen stellen. En met die gedachte zijn we ertoe gekomen om dan een algoritme te ontwikkelen. Een software die ons helpt.” Die software draait eigenlijk om artificiële intelligentie, de verzamelterm voor technologieën die bepaalde menselijke eigenschappen nabootsen, zoals patronen herkennen. 

Ranschaert sloeg de handen in elkaar met Jonathan Berte, de oprichter van het Gentse technologiebedrijf Robovision, een van de koplopers in Europa op het vlak van artificiële intelligentie. Samen met onderzoeker Laurens Topff brachten ze een internationaal consortium op de been van dertig Europese ziekenhuizen en het gezaghebbende Nederlands Kankerinstituut (NKI).

“Mensen zijn heel goed in het herkennen van patronen, maar zijn minder goed in het kwantitatief berekenen van beschadigde longen. En dat is nu net wat dit AI-model heel goed zal kunnen,” aldus Jonathan Berte.

Bekijk in deze animatie hoe het superbrein getraind wordt.

Het is de bedoeling dat de deelnemende ziekenhuizen in Europa massaal geanonimiseerde CT-scans van coronapatienten doorsturen naar een datacenter in Amsterdam. Vervolgens worden die foto’s bezorgd aan radiologen die op de scans manueel de schade aan de longen inkleuren, een proces dat vergelijkbaar is met photoshop. Al die data wordt verzameld op een supercomputer in Duitsland waar artificiële intelligentie de foto’s leert herkennen als een soort superbrein.
 
Eenmaal dat superbrein (een AI-algoritme) is getraind kan het mogelijk “zelfstandig” beelden van nieuwe patiënten analyseren en meehelpen bepalen of de patiënt al dan niet het coronavirus heeft, hoe zwaar de longen beschadigd zijn, en of de patiënt moet worden opgenomen op intensieve zorg. 

“Als alles goed gaat, hopen we over drie weken ons AI-model klaar te hebben. Dan zal het getest worden binnen een klinische context. Maar wij hopen dat het nog sneller kan. Drie weken is zelfs in termen van artificiële intelligentie een lichtsnelheid, ” meent Jonathan Berte. Hij kan hiervoor rekenen op technische ondersteuning van technologiereuzen zoals Microsoft, Google en Nvidia.

Beide initiatiefnemers benadrukken dat dit Europese project op de eerste plaats kadert in een wetenschappelijk onderzoek. “We onderscheiden ons op die manier van gelijkaardige, meer commercieel initiatieven die wereldwijd op gang zijn getrokken. Al geef ik toe dat concurrentie zeker niet slecht is”, aldus Erik Ranschaert. Ook het Leuvense techbedrijf Icometrix werkt bijvoorbeeld pro bono aan een gelijkaardige AI-tool voor radiologen, samen met een tiental ziekenhuizen, onder meer in Brussel, Leuven en Antwerpen.

Opmerkelijk: twee Chinese techbedrijven had in februari al een algoritme ontwikkeld om CT-scans van coronapatiënten te analyseren. “Sommige ziekenhuizen hebben hiermee getest maar hadden geen goede resultaten’, weet Ranschaert. “We weten ook niet goed op welke data dat Chinese algoritme getraind is. Waren die CT-scans kwalitatief? Met welke scanners zijn die gemaakt? Wie heeft die beelden gemarkeerd? Dus daar zitten we toch een beetje met vraagtekens. Daarom lijkt het ons veiliger om met beveiligde en meer betrouwbare Europese data te werken. Al hebben we wel veel geleerd uit Chinese publicaties.” 

Het grootschalige project met Robovision heeft intussen ook de aandacht getrokken in de Verenigde Staten. De twee belangrijkste Amerikaanse radiologenverenigingen RSNA en ACR hebben al laten verstaan dat ze willen samenwerken met de Europeanen.

Ook het radiologie-lab van de gerenommeerde Stanford Universiteit onder leiding van de Vlaamse professor Olivier Gevaert heeft interesse. Bovendien probeert federaal minister van Digitale Agenda Philippe De Backer Europees commissaris voor Interne Markt Thierry Breton te overtuigen om nog meer Europese lidstaten te betrekken. 

Radiologen wijzen erop dat het niet de bedoeling is dat de AI-tool hen zal vervangen, maar dat het in de eerste plaats een hulpmiddel kan zijn om meer houvast te geven bij een snelle diagnose van Covid-19. Zeker nu ziekenhuizen steeds meer overbelast geraken. ”We zullen nog steeds nodig zijn om de scans volledig te interpreteren. Want vergeet niet dat artificiële intelligentie  momenteel nog niet tegelijkertijd Covid-19 en een longtumor kan detecteren”, zegt Erik Ranschaert. 

“Niet onbelangrijk is dat de AI-tool die we ontwikkelen ook na de coronapiek nuttig zal zijn”, vult Jonathan Berte aan. “De komende maanden of jaren moeten we ernstig rekening houden met mutaties van het virus, dus alle hulp is welkom om sneller te detecteren en op te treden.”