Onderzoekers van de Universiteit van Buffalo hebben een AI-methode ontwikkeld waarmee hersenlaesies bij multiple sclerose (MS) zichtbaar worden die op conventionele MRI-scans tot nu toe verborgen bleven. De technologie maakt gebruik van bestaande, vaak jaren geleden gemaakte MRI-beelden en brengt zogenoemde corticale laesies in de grijze stof van de hersenen aan het licht. Volgens de onderzoekers kan deze doorbraak belangrijke gevolgen hebben voor zowel de diagnose als de behandeling van MS.
Hoewel al decennialang bekend is dat beschadigingen in de grijze stof een belangrijke rol spelen bij de progressie van MS en de ontwikkeling van cognitieve beperkingen, konden deze met reguliere MRI-technieken nauwelijks worden waargenomen. Daardoor richtten zowel onderzoek als behandeling zich vooral op laesies in de witte stof van de hersenen.
Verborgen informatie uit MRI-scans
Voor het onderzoek ontwikkelden de wetenschappers een combinatie van geavanceerde beeldverwerking en kunstmatige intelligentie. De AI analyseert meerdere MRI-opnamen met verschillende contrastinstellingen tegelijk en herkent subtiele verschillen die voor het menselijk oog niet zichtbaar zijn. Een belangrijk onderdeel van de nieuwe aanpak is een techniek die de onderzoekers zelf ontwikkelden: Multimodal Cortical Lesion Enhancement (MMCLE).
De methode werd toegepast op MRI-scans uit de grootschalige fase III ORATORIO-studie naar het MS-medicijn ocrelizumab. Deze studie omvatte meer dan 700 deelnemers en leverde een omvangrijke verzameling bestaande MRI-beelden op. Waar op individuele MRI-scans voornamelijk laesies in de witte stof zichtbaar waren, bleek de AI na analyse van de gecombineerde beelden gemiddeld vijftien tot twintig corticale laesies per patiënt te kunnen identificeren. Over de volledige dataset werden meer dan 11.000 voorheen onzichtbare laesies gevonden. Volgens de onderzoekers laat dit zien dat veel relevante informatie al jarenlang in bestaande MRI-scans aanwezig was, maar pas nu dankzij AI toegankelijk wordt.
Onderzoek en patiëntenzorg
Corticale laesies worden beschouwd als een belangrijke indicator voor ziekteprogressie, cognitieve achteruitgang en toenemende beperkingen bij mensen met MS. Toch konden artsen deze veranderingen in de dagelijkse praktijk nauwelijks volgen, omdat conventionele MRI daarvoor onvoldoende gevoelig is.
De onderzoekers benadrukken dat de nieuwe AI-techniek hierin verandering kan brengen. Door bestaande MRI-scans opnieuw te analyseren, kunnen onderzoekers retrospectief beter beoordelen hoe de ziekte zich heeft ontwikkeld en welke effecten behandelingen daadwerkelijk hebben gehad. Ook toekomstige klinische studies kunnen profiteren van de extra informatie over schade aan de grijze stof.
De AI maakt daarbij gebruik van generatieve modellen die niet alleen afzonderlijke beelden analyseren, maar juist de onderlinge relaties tussen meerdere MRI-opnamen benutten. Hierdoor kunnen zeer kleine afwijkingen in hersenweefsel worden opgespoord die wijzen op ziekteactiviteit.
Nauwkeurige monitoring MS
De internationale onderzoeksgroep, bestaande uit wetenschappers uit de Verenigde Staten, Nederland en de industrie, ziet de techniek als een belangrijke stap richting nauwkeurigere monitoring van MS. De methode maakt gebruik van bestaande MRI-scans en vereist geen nieuwe beeldvorming, waardoor grote hoeveelheden historische onderzoeksgegevens opnieuw kunnen worden geanalyseerd.
Hoewel de AI-methode nog verder moet worden gevalideerd voordat brede klinische toepassing mogelijk is, verwachten de onderzoekers dat zij een belangrijke bijdrage kan leveren aan zowel toekomstig MS-onderzoek als de verdere ontwikkeling van gepersonaliseerde zorg. Door schade aan de grijze stof eindelijk zichtbaar te maken, ontstaat een completer beeld van de ziekte en kunnen onderzoekers beter begrijpen waarom sommige patiënten sneller cognitief achteruitgaan of meer beperkingen ontwikkelen dan anderen.
MRI diagnostiek bij MS
Vorig jaar hebben onderzoekers van de Universiteit van Nottingham aangetoond dat MS nauwkeurig kan worden vastgesteld met een T2*-gewogen MRI-scan, waardoor een pijnlijke ruggenprik in veel gevallen overbodig wordt. In een studie, gepubliceerd in Neurology Open Access, ontwikkelden zij de zogeheten ‘regel van zes’: wanneer op een MRI minimaal zes laesies met een centrale ader zichtbaar zijn, kan de diagnose MS worden bevestigd zonder alle laesies te analyseren.
In een prospectief onderzoek in Nottingham, Cardiff en Londen ondergingen patiënten zowel een acht minuten durende MRI als een lumbaalpunctie. De MRI-methode bleek een betrouwbaar alternatief voor de ruggenprik. Op basis van deze en eerdere onderzoeken heeft het Internationaal Comité voor de diagnose van MS inmiddels vastgesteld dat deze MRI-techniek voldoende is voor de diagnose, waardoor patiënten sneller duidelijkheid krijgen, minder risico lopen op complicaties en de zorgkosten kunnen dalen.
