Ze willen de eerste virtuele patholoog ter wereld ontwikkelen

Radboudumc-onderzoekers Jeroen van der Laak, Geert Litjens en Francesco Ciompi ontvangen de Ammodo Science Award 2024. Zij vormen de Computational Pathology Group, die AI-softwaremodellen ontwikkelt die pathologen kunnen helpen bij de diagnostiek van tumoren. Nu willen de onderzoekers een stap verder gaan: de eerste virtuele patholoog ter wereld ontwikkelen, die ook de redenering achter een AI-model inzichtelijk kan maken. Aan de award is een bedrag van 1.6 miljoen euro verbonden.   

Ons zorgsysteem staat enorm onder druk. Er is een dreigend tekort aan zorgverleners terwijl mensen gemiddeld langer leven en meer zorg nodig hebben. Zo is er wereldwijd een gebrek aan pathologen, medisch specialisten die weefsel van patiënten onderzoeken om een diagnose te kunnen stellen. Om de druk op de huidige specialisten te verminderen én de kwaliteit van zorg te garanderen voor de toekomst zijn er dringend zorginnovaties nodig.  

Het werk van de Computational Pathology Group kan uitkomst bieden. De afgelopen tien jaar ontwikkelde het team diverse softwaremodellen op basis van artificiële intelligentie (AI) die pathologen kunnen helpen bij de diagnostiek van ziekten zoals kanker. Door het trainen van algoritmen met grote digitale datasets, bestaand uit beeldmateriaal van vaak duizenden patiënten, heeft de groep innovatieve AI-modellen ontworpen. Deze modellen kunnen gedigitaliseerde afbeeldingen van ziek weefsel nauwkeurig analyseren en op basis daarvan diagnoses en zelfs prognoses stellen. 

De groep was één van de eersten ter wereld die aantoonde dat AI bij diagnostische taken, waaronder de beoordeling van de ernst van borst- en prostaatkanker, de prestaties van menselijke experts kan evenaren en zelfs overtreffen. In een vervolgonderzoek werd bestudeerd welke invloed dit had op het dagelijks werk van een patholoog. Pathologen voerden hun taken uit zonder en daarna met AI-model. Het bleek dat de samenwerking mét AI resulteerde in meer consistente en nauwkeurige beoordelingen. Opzienbarend was dat zelfs een patholoog in opleiding, werkzaam in een land met weinig economische slagkracht, met behulp van AI ineens net zo goed scoorde als een zeer gespecialiseerde patholoog in Nederland.

Eerste virtuele patholoog ter wereld
Inmiddels zijn de onderzoekers klaar voor hun volgende, ambitieuze stap: ze willen de eerste virtuele patholoog ter wereld ontwikkelen. Dit nieuwe AI-model genaamd ANTONI zal in staat zijn om zelfstandig klinische diagnoses te stellen voor verschillende soorten weefsel waaronder borstkanker, prostaatkanker en darmkanker. Wat ANTONI bijzonder maakt, is dat het een vorm van 'explainable AI' zal bieden, wat betekent dat medisch specialisten kunnen vragen naar de redenering achter de resultaten om diagnoses te onderbouwen. Deze eigenschap kan het vertrouwen van clinici vergroten en de deur openen naar brede toepassingen van AI binnen de gezondheidszorg.  

Deze interdisciplinaire onderzoeksgroep brengt deskundigheid samen op het gebied van computerwetenschappen, pathologie, biomedische en software engineering, toegepaste wiskunde en computer vision. Samen vormen ze een sterk voorbeeld van teamwetenschap, waarbij onderzoekers met unieke vaardigheden effectief samenwerken om iets te bereiken dat groter is dan de som der delen. Noemenswaardig is ook hun toewijding aan open science. In tegenstelling tot veel commerciële AI-ontwikkelaars maakt de groep al hun modellen, codes en data vrij beschikbaar, waardoor andere wetenschappers kunnen voortbouwen op hun werk.  

De Computational Pathology Group richt zich op zowel fundamentele vraagstukken over kunstmatige intelligentie als op de klinische toepassing ervan. Al hun werk vindt plaats binnen de muren van het ziekenhuis en ze betrekken een breed scala aan belanghebbenden, variërend van patiënten tot clinici, bij hun onderzoek. Dit doen ze vanuit de overtuiging dat AI geen op zichzelf staand doel is, maar eerder een middel om de patiëntenzorg te verbeteren en diagnostiek zo effectief en efficiënt mogelijk te maken. Kortom, het onderzoek van dit team draagt niet alleen bij aan wetenschappelijke vooruitgang op de lange termijn, maar komt ook direct ten goede aan patiënten en pathologen wereldwijd.  

Jeroen van der Laak, hoogleraar Computationele Pathologie aan het Radboudumc: ‘We zijn enorm blij en vereerd met deze award. Hiermee kunnen we ons onderzoek naar en met kunstmatige intelligentie een stap verder brengen. Pathologen krijgen meer informatie over de redenatie van een AI-model. Dit kan medische professionals helpen om efficiënter betrouwbare diagnoses te stellen en sneller de meest geschikte behandelbeslissingen voor hun patiënten te nemen.’

De Computational Pathology Group
De Computational Pathology Group van het Radboudumc bestaat uit onder meer Jeroen van der Laak, Geert Litjens en Francesco Ciompi. Van der Laak is hoogleraar Computationele Pathologie en leidt een aantal onderzoekslijnen op het gebied van kunstmatige intelligentie, waaronder één op het gebied van de diagnostiek van borstkanker. Ciompi heeft verschillende onderzoekslijnen, waaronder één naar darmpoliepen en ontving eerder onder meer een Vidi-beurs van de NWO. Litjens is hoogleraar Al voor analyse van medische beelden in de pathologie en radiologie. Hij richt zich met zijn onderzoeksgroep op de ontwikkeling van multimodale AI-oplossingen binnen de gezondheidszorg, met als speerpunten pathologie en radiologie.

Over de Ammodo Science Award for groundbreaking research
Ammodo stimuleert de ontwikkeling van kunst, architectuur en wetenschap. Daartoe ondersteunt Ammodo toonaangevende kunstprojecten, initiatieven in sociale en ecologische architectuur en hoogstaand wetenschappelijk onderzoek. Sinds 2020 reikt Ammodo de Ammodo Science Award for groundbreaking research uit, waarmee de waardering wordt uitgesproken voor onderzoek dat internationaal erkend, hoogstaand en in potentie baanbrekend is en dat in gezamenlijkheid wordt uitgevoerd. Deze award omvat een geldbedrag van 800.000 of 1.600.000 euro. De andere winnaars van 2024 zijn Past ❤ Play (Universiteit Leiden), het Lipidomics Team (Rijksuniversiteit Groningen) en Psychological Methods Lab (Universiteit van Amsterdam).

Deze tekst verscheen in aangepaste versie op de website van Ammodo. 

Bron: Radboud UMC