Schade in hersenschors: het onzichtbare zichtbaar maken

Een MRI-scan is onmisbaar in de behandeling van MS. Helaas is op standaard MRI-beelden niet alle schade te zien die de ziekte veroorzaakt. “Dat moet beter!” vindt de jonge en gedreven onderzoeker Piet Bouman. We weten dat MS op verschillende plaatsen in de hersenen en het ruggenmerg schade kan veroorzaken. Ook in de buitenste laag van de hersenen, de zogenaamde hersenschors, gebeurt dit. Schade aan de hersenschors is op een normale MRI-scan echter niet goed te zien. Voor een goede behandeling is het wel belangrijk om álle schade zichtbaar te maken, óók in de hersenschors.

Met steun van donateurs van Stichting MS Research hebben Piet en zijn collega’s van het MS Centrum Amsterdam een oplossing gevonden om onzichtbare schade zichtbaar te maken. Bijzonder is dat hij gebruik maakt van standaard MRI-scans. Hierdoor kan de oplossing gebruikt worden in alle ziekenhuizen en dus bijdragen aan een betere zorg voor alle mensen met MS. Met trots delen we de resultaten van dit veelbelovende maar zeer complexe onderzoek; met name voor geïnteresseerde lezers die zich graag verdiepen in de wetenschap achter MRI-scans.

Geavanceerde techniek breed beschikbaar

In de kliniek wordt MRI niet alleen gebruikt om de diagnose MS te stellen, maar ook om achteruitgang te meten en te bepalen of een behandeling wel of niet aanslaat. Voor al deze onderdelen is het belangrijk om een compleet beeld te krijgen van de schade die MS veroorzaakt. Tot nu toe konden artsen schade aan de hersenschors alleen zien op geavanceerde MRI-beelden, die alleen in een paar gespecialiseerde centra kunnen worden gemaakt. Het is Piet Bouman en zijn collega’s van het MS Centrum Amsterdam echter gelukt om met behulp van kunstmatige intelligentie standaard MRI-beelden om te zetten in geavanceerde MRI-beelden: een manier om onzichtbare schade in de hersenschors zichtbaar te maken. Piet:Ik ben clinicus en dat merk je aan hoe ik met mijn onderzoek bezig ben. Ik ben vooral bezig met wat het voor de patiënt inhoudt en of de resultaten van mijn onderzoek bruikbaar zijn in de behandelkamer.”

Schade in de hersenschors wordt gebruikt voor diagnose MS

MS veroorzaakt ontstekingen in de hersenen en het ruggenmerg, waardoor schade ontstaat en er littekens worden gevormd. De door MS beschadigde gebieden worden laesies genoemd. De laatste jaren wordt steeds duidelijker dat MS ook veel schade veroorzaakt in de buitenste rand van de hersenen: de hersenschors. Piet: “Laesies in de hersenschors zijn specifiek voor MS. Dat wil zeggen dat er zeer waarschijnlijk sprake is van MS als iemand deze laesies heeft. Daarom worden laesies in de hersenschors sinds kort gebruikt voor het stellen van de diagnose MS. MRI wordt echter niet alleen gebruikt voor het stellen van diagnoses. Artsen houden de hoeveelheid nieuwe laesies in de gaten om te bepalen of een behandeling goed werkt. Dan moeten natuurlijk ook in de hersenschors nieuwe laesies in beeld gebracht kunnen worden.”

“We weten dat er laesies in de hersenschors zijn, maar zien er slechts één op de tien terug op standaard MRI-scans. Dat moet beter.”

Belang voor testen van nieuwe medicijnen

Piet vervolgt: ”Het opmerken van laesies in de hersenschors is niet alleen waardevol voor de diagnose en behandeling van MS, maar ook voor onderzoek naar de ziekte. Een voorbeeld is het testen van nieuwe medicijnen. Bij het testen van een nieuw medicijn betekenen nieuwe laesies dat het medicijn de ziekte niet goed remt. Als echter op een scan na een behandeling laesies worden gemist, dan kan er ten onrechte worden geconcludeerd dat een medicijn heel goed werkt.”

Piet werkt aan het beter voorspellen van het ziekteverloop

Helpt u mee?

In beeld brengen van hersenschors laesies

Op ‘standaard’ MRI-beelden die in alle ziekenhuizen gemaakt worden, zijn laesies in de hersenschors nauwelijks te zien. Op geavanceerde MRI-beelden zijn deze laesies veel beter zichtbaar. Het maken van geavanceerde MRI-beelden kost echter veel meer tijd. Daarnaast zijn deze beelden moeilijk om te maken, waardoor ze in veel ziekenhuizen niet beschikbaar zijn; slechts in enkele ziekenhuizen kunnen deze beelden worden gemaakt. Aangezien geavanceerdere MRI-beelden kunnen bijdragen aan het sneller en accurater stellen van de diagnose, gingen onderzoekers van het MS Centrum Amsterdam op zoek naar een manier om standaard MRI-beelden om te zetten naar geavanceerde beelden. Dankzij onze donateurs is dit onderzoek gefinancierd met een pilotsubsidie van Stichting MS Research.

Kunstmatige MRI-beelden maken

Piet geeft uitleg over de aanpak waarmee hij standaardbeelden kon omzetten in geavanceerde beelden: “We maakten gebruik van kunstmatige intelligentie en een techniek die ‘deep learning’ heet. We leerden computers hoe de geavanceerde versies van standaardbeelden eruitzien. Vervolgens lieten we computers zelf kunstmatige geavanceerde MRI-beelden maken van standaardbeelden. De resultaten van de studie zijn gepubliceerd in twee wetenschappelijke bladen Multiple Sclerosis Journal en Scientific Reports.

De grote test

“We waren natuurlijk heel blij met de resultaten van het eerste onderzoek, maar dit was uitgevoerd met MRI-beelden van slechts één MRI-scanner in Amsterdam. Om kunstmatige MRI-beelden te kunnen gebruiken bij de diagnose en behandeling van mensen met MS wereldwijd, moet de techniek ook in andere centra getest worden. Het is namelijk bekend dat er verschillen zijn tussen MRI-scanners en de beelden die de scanners maken. In de vervolgstudie hebben we daarom van zeven MS-centra over de hele wereld standaard MRI-beelden gekregen en daar geavanceerde beelden van gemaakt. Ook deze beelden kwamen weer heel goed overeen met de ‘echte’ geavanceerde beelden. Deze resultaten worden in 2022 gepubliceerd.

‘Ik wil dat mijn onderzoek direct invloed heeft op mensen met MS’

Automatiseren

Het zien van de laesies in de hersenschors blijft zelfs op geavanceerde MRI-beelden moeilijk en vergt veel training. Piet: “Zelfs getrainde MRI-beoordelaars kunnen op een geavanceerde MRI-scan laesies missen. Om te zorgen dat er zo min mogelijk laesies worden gemist ‘leren’ wij computers nu om laesies in de hersenschors automatisch te herkennen. Als het lukt om het proces te automatiseren, zouden we een belangrijke stap zetten in het vindbaar maken van onzichtbare laesies, in alle ziekenhuizen en voor alle mensen met MS.”

Meer informatie over de onderzoeken van Piet Bouman vindt u via de volgende link: Computertechnologie maakt geavanceerde MRI breed beschikbaar.

Website gemaakt door: New Fountain