Een getrainde computer kan op een MRI-scan verschillende oorzaken van lage rugpijn opsporen. AI doet dat zelfs beter dan de radioloog. Deze technologie kan in de toekomst helpen bij de beslissing of een operatie bij rugpijn zinvol is of niet. Dat blijkt uit het proefschrift van Jasper van der Graaf van het Radboudumc.
Bijna de helft van de Nederlanders krijgt ooit lage rugpijn. Dat kan allerlei oorzaken hebben: problemen met de tussenwervelschijven, zenuwen, botten, gewrichten of spieren. Een arts brengt met een MRI-scan de wervelkolom in kaart, zoekt daarin naar afwijkingen en bepaalt vervolgens of een operatie zin heeft. Promovendus Jasper van der Graaf vroeg zich af of AI, een onvermoeibare patroonherkenner, dat misschien beter kan inschatten.
Om dat te testen trainde Van der Graaf eerst een computer om op MRI-scans de structuren in de wervelkolom te herkennen. ‘We voerden bijna vijfhonderd scans in uit vier ziekenhuizen, waarvan we alle structuren helemaal met de hand hadden ingekleurd. Zo leerde de AI hoe de rug eruitziet, en kon het algoritme vervolgens ook zelf de onderdelen inkleuren en eventuele afwijkingen opsporen.’
Fietsband
Vervolgens zocht hij in de literatuur naar afwijkingen in de rug, waarvan was aangetoond dat ze rugpijn veroorzaken. Hij ging aan de slag met de drie belangrijkste veroorzakers voor rugpijn. Bij scoliose zit er een bocht in de rug. Bij stenose van het centrale wervelkanaal zorgt een vernauwing in het zenuwkanaal voor beknelling van de zenuw. En ook de tussenwervelschijven veroorzaken pijn, door inzakken, of doordat ze gaan uitpuilen als een fietsband, en dan zenuwen beklemmen.
Van der Graaf ontwikkelde AI die deze drie oorzaken van rugpijn nauwkeurig en betrouwbaar meet. Voor scoliose en stenose vergeleek hij de AI met minstens drie radiologen, en liet zien dat de AI het zelfs beter deed. ‘Bij scoliose meet een radioloog de kromming van de rug. Daarbij wordt de hoek met de grootste afwijking gezocht’, vertelt hij. ‘Uit ons onderzoek bleek dat slechts bij negen van de vijftig onderzochte patiënten de radiologen allemaal dezelfde hoek kozen. AI doet dit veel beter, die berekent alle mogelijke hoeken, en selecteert zo altijd automatisch de grootste afwijking.’
Nut van operatie
AI kan dus heel goed afwijkingen in de rug opsporen en daar allerlei metingen aan doen. Maar helpt dat ook voor een betere inschatting of een operatie zin heeft? Van der Graaf: ‘Dat hebben we nog niet onderzocht. De Sint Maartenskliniek heeft een grote database van patiënten, waarvan allerlei kenmerken bekend zijn, zoals leeftijd, gewicht en type klacht, maar ook of een operatie hielp. Die database ondersteunt de beslissing over een operatie, doordat de arts kan kijken naar vergelijkbare eerdere patiënten. Het zou mooi zijn om daar onze AI-tools aan toe te voegen.’
‘Dit onderzoek was hiervoor de eerste stap’, zegt Hoogleraar Medische Beeldanalyse Bram van Ginneken. ‘Dit AI-systeem haalt automatisch relevante informatie uit de MRI en presenteert dat in een overzichtelijk dashboard aan de orthopeed. We kunnen deze informatie nu gaan integreren in het beslismodel van de Sint Maartenskliniek dat inschat of een operatie zinvol is.’
