Hugo Kuijf, onderzoeker bij het Image Sciences Institute en het UMC Utrecht Brain Center, ontvangt vandaag van de Hartstichting de Dekker Senior Scientist 2021 beurs voor zijn onderzoek dat met behulp van zelflerende computeralgoritmen schade aan de kleine bloedvaten in de hersenen in beeld brengt. Dit levert meer inzicht in oorzaak en gevolg van hart- en vaatziekten en kan bijdragen aan een effectievere behandeling en preventie voor individuele patiënten.

Schade aan de kleine bloedvaten van de hersenen ook wel SVD, small vessel disease, genoemd kan leiden tot grote gevolgen zoals een beroerte of (vasculaire) dementie. Bij patiënten wordt gewoonlijk met behulp van MRI-scans de totale vaatschade in kaart gebracht. Dat geeft inzicht in symptomen en biedt een blik op de huidige situatie. Het laat alleen niet altijd duidelijk zien hoe de vaatschade tot stand is gekomen en wat de gevolgen in de toekomst kunnen zijn. De mogelijkheden voor behandeling en preventie zijn op dit moment dan ook beperkt en niet altijd even effectief.  

Machine-learning

Onderzoeker Hugo Kuijf is actief op het snijvlak van informatica en medische beeldvorming en werkt in zijn onderzoek met een geheel nieuwe techniek: uitlegbare machine learning-technologie op basis van kunstmatige intelligentie. Deze technologie zal worden ingezet om alle op de MRI zichtbare vaatschade tegelijkertijd én in samenhang te onderzoeken.  

Hugo: “Momenteel worden verschillende vormen van vaatschade - zoals bloedingen of infarcten - vaak los van elkaar onderzocht, terwijl er ook een onderlinge samenhang is. Met deze nieuwe computertechnieken kunnen we kennis over die samenhang ontsluiten. We koppelen vaatschade aan de vele mogelijke gevolgen die er voor een patiënt kunnen zijn. Doordat alle mogelijke gevolgen tegelijkertijd worden bekeken, wordt het ineens veel duidelijker waarop een mogelijke behandeling of preventieve therapie zich zou moeten richten.” 

Het gaat hier om zelflerende computeralgoritmen die in staat zijn om grote hoeveelheden data te analyseren en dat is mogelijk de sleutel tot het eerder herkennen, opsporen en beter behandelen van vaatziekten in de hersenen. Hugo beheerst deze technieken en heeft ook nog eens toegang tot gegevens van duizenden patiënten wereldwijd om de analyses op te doen. 

Gerichte preventie  

Bijzonder is dat deze nieuwe techniek ook aan een arts of onderzoeker uitlegt hoe zij tot de analyse of het oordeel is gekomen. Dat helpt de arts hierdoor straks ook in de spreekkamer een individuele patiënt de meest waarschijnlijke oorzaken aan te kunnen wijzen én beter te kunnen voorspellen wat nadelige gevolgen, inclusief eventuele toekomstige beroertes, kunnen zijn. Zo is een effectievere behandeling mogelijk en kan gerichter worden behandeld om erger te voorkomen. 

Techniek online delen

Het onderzoek dat mogelijk wordt gemaakt door de beurs van de Hartstichting gaat 4 jaar duren. Hugo is er meer dan blij mee. Zijn ambitie is namelijk om de kennis die nu wordt vergaard ook wereldwijd te gaan delen. Hugo: “Via de BrainXplain-toolkit willen we de nieuwe machine learning technieken uiteindelijk online vrijgegeven. Zo kunnen dan ook andere onderzoekers over de hele wereld dit gaan gebruiken in hun eigen onderzoek naar hart- en vaatziekten.”