AI voorspelt herhaling hartinfarct beter dan experts

AI blijft ons verbazen. Het kan tumoren en botbreuken opsporen en binnenkort ook het risico op een hartinfarct voorspellen. CARA Lab — een samenwerking van Radboudumc, Amsterdam UMC en Abbott — onderzoekt momenteel hoe AI zwakke plekken in de vaatwand kan opsporen; plekken die een nieuw infarct kunnen veroorzaken. “Het model bleek beter dan gespecialiseerde laboratoria,” zegt technisch geneeskundige Jos Thannhauser.

Elke dag komen ongeveer 92 mensen in Nederland met een hartinfarct in het ziekenhuis terecht. Een hartinfarct ontstaat als een kransslagader dichtslibt door een bloedprop. Vaak komt dat doordat de vaatwand al vernauwd is door aderverkalking. Het hart krijgt dan te weinig zuurstof. De standaardbehandeling is dotteren: een arts schuift een ballonnetje in het bloedvat en rekt het op. Meestal wordt daarna ook een klein buisje geplaatst, een stent, om het vat open te houden.

Helaas krijgt ongeveer 15% van de mensen binnen twee jaar na een hartinfarct opnieuw een infarct. Een deel van hen moet opnieuw gedotterd worden, en enkelen overlijden zelfs. Thannhauser onderzoekt daarom samen met zijn team of ze zwakke plekken in de vaatwand – plekken die een nieuw infarct kunnen veroorzaken – beter kunnen opsporen door gebruik te maken van een minicamera en een AI-model. Ook kan het model helpen bij het plaatsen van de stent.

Dat werkt zo; OCT (Optical Coherence Tomography) is een techniek waarbij een minicamera in het bloedvat wordt ingebracht. De camera gebruikt nabij-infraroodlicht om zeer gedetailleerde beelden van de binnenkant van de kransslagaders te maken. “Als je een bloedvat onder de microscoop legt, zie je de drie lagen: de intima (binnenste laag), de media (middenlaag) en de adventitia (buitenste laag). In het vat zie je soms vettige substanties: plaque. Dat verschijnt op de beelden als donkere gebieden. Je kan ook kalkafzettingen zien. Voor het onderzoek zijn duizenden beelden handmatig ingetekend.” Op basis daarvan werd een AI-model getraind. 

AI en het plaatsen van stents

De AI kan op meerdere manieren voordeel bieden. Ten eerste: bij het bepalen waar de stent geplaatst moet worden. OCT maakt maar liefst 540 opnamen per keer, wat het voor artsen lastig maakt om de beelden volledig te beoordelen. “AI kan helpen om deze beelden te analyseren en zo de juiste plek voor de stent te bepalen,” zegt Thannhauser.

Daarnaast kan de AI controleren of de stent goed zit. “Idealiter ontstaan er geen scheurtjes in de vaatwand tijdens het plaatsen van de stent. De AI kan het stentraamwerk automatisch herkennen en analyseren,” legt Thannhauser uit.

Een betere voorspeller dan de mens

AI wordt niet alleen gebruikt tijdens het plaatsen van een stent. “Wij zijn juist ook op zoek naar plekken in het bloedvat waar geen stent zit, maar die wél kwetsbaar zijn”, vervolgt Thannhauser. Wat liet het onderzoek van CARA Lab zien? Wanneer een expert in een gespecialiseerd laboratorium een zwakke plek in het bloedvat vond, kreeg ongeveer 11% van die patiënten binnen twee jaar opnieuw hartproblemen. Wanneer de AI de beoordeling deed, werden meer zwakke plekken opgespoord, en kreeg meer dan 12% van de patiënten opnieuw een hartprobleem.

Nog opvallender: het uitsluiten van een nieuw hartincident deed de AI veel beter dan mensen — 98% versus 93%. “Dat komt omdat de AI niet alleen naar de vernauwing zelf kijkt, maar razendsnel het hele bloedvat analyseert,” legt technisch geneeskundige Thannhauser uit. “Zo kun je een veel nauwkeurigere inschatting van het risico maken.”

Gevolgen voor behandeling

Het goed kunnen voorspellen van risico’s is van belang voor een patiënt. Het heeft belangrijke gevolgen voor de behandeling. “Als we weten bij welke patiënten en op welke plekken in de bloedvaten zich risicovolle zwakke plekken bevinden, kunnen we de medicatie aanpassen. Of we plaatsen preventief een stent.”

Volgende stap: CE-markering

De volgende stap: het systeem in echte procedures gebruiken. “Daarvoor hebben we een CE-markering nodig. Zo’n traject duurt meestal vier tot vijf jaar. Tot die tijd gebruiken we het model al wel in onderzoek en voor het trainen van artsen.”