Impressie (voorontwerp) van de Early Warning Scan. Afbeelding | XYZ-Imaging – Tom Sanders

Borstkanker opsporen met 3D-fotografie

Het bevolkingsonderzoek voor borstkanker is alleen voor vrouwen tussen de 50 en 75 jaar en kan pijnlijk zijn. De Early Warning Scan is mogelijk een contactloos alternatief dat ook voor jongere vrouwen geschikt is. De TU/e is betrokken bij de ontwikkeling van deze scanner op basis van 3D-fotografie, zowel via de Jheronimus Academy of Data Science als via medewerker Moniek Sanders, die de totstandkoming van de uitvinding van haar broer Tom ondersteunt als ambtelijk secretaris van de stichting YvYa.

door
afbeelding Afbeelding | XYZ-Imaging – Tom Sanders

Aan het concept voor de Early Warning Scan ligt een persoonlijk verhaal ten grondslag, vertelt Moniek Sanders. “Mijn schoonzus Paulette Kreté kreeg begin 2019 borstkanker. De tumor was vrij groot, maar atypisch, waardoor die niet was ontdekt in het borstkankeronderzoek. De behandeling van de tumor pakte gelukkig goed uit: na een jaar bleek de tumor verdwenen.”

Het feit dat de tumor bij zijn vrouw was gemist in het bevolkingsonderzoek, bracht Monieks broer Tom Sanders echter op een idee. “Hij is een expert op het gebied van 3D-kleurenfotografie en heeft direct een concept bedacht voor een borstscanner die werkt op basis van die technologie.”

Erkend Goed Doel

De behandelend oncologisch chirurg van het Catharina Ziekenhuis was volgens haar meteen enthousiast en al in het najaar van 2019 kende Holland High Tech een zogeheten kiemgeldsubsidie van 25.000 euro toe om de haalbaarheid van dit idee verder uit te zoeken met de Jheronimus Academy of Data Science (JADS) - een samenwerking tussen de TU/e en Tilburg University.

“Dat deel van het project is inmiddels afgerond”, vertelt Moniek Sanders. “Maar om in aanmerking te komen voor onderzoeksfondsen, heb je een prototype nodig. Daarom hebben we besloten om geld in te zamelen via een stichting, die we YvYa hebben genoemd, naar de medepatiënten Yvonne en Hülya die mijn schoonzus in het ziekenhuis heeft leren kennen.” Moniek, die bij TU/e-faculteit Built Environment als secretaresse werkt, werd ambtelijk secretaris van de stichting, die sinds 1 mei van dit jaar officieel is aangemerkt als Erkend Goed Doel.

Met de opbrengst van inzamelingsacties bouwt technologiebedrijf Demcon in Best, mede op basis van de inzichten uit het rapport van JADS, nu een prototype van de Early Warning Scan, dat de beelden van vijftig kleine fotocamera’s combineert tot een 3D-afbeelding van de borst. In tegenstelling tot de huidige scanners, waarbij de borsten voor een röntgenfoto één voor één tussen twee glazen platen moeten worden geklemd, werkt de Early Warning Scan volledig contactloos.

De gedachte is dat uit een serie 3D-opnames van de buitenkant van de borst in beweging - de vrouw wordt op een trilplaat gezet tijdens de scan - informatie kan worden gehaald over de structuur van het borstweefsel. Met behulp van kunstmatige intelligentie moeten verdachte bewegingsverschillen tussen een nieuwe en een eerder gemaakte scan - die mogelijk op een tumor wijzen - kunnen worden gedetecteerd.

Jonge vrouwen

Daarbij is de hoop dat deze technologie geschikt is om ook bij jongere vrouwen relevante afwijkingen aan te tonen. In de huidige mammogrammen zijn tumoren vanwege het in jonge borsten aanwezige klierweefsel meestal niet zichtbaar. Om die reden - en omdat borstkanker vanaf de leeftijd van vijftig jaar veel meer voorkomt - worden jonge vrouwen op dit moment nog niet meegenomen in het bevolkingsonderzoek tegen borstkanker.

Maar aangezien één op de zeven vrouwen gedurende haar leven borstkanker ontwikkelt, krijgen toch best veel jonge vrouwen de diagnose. Onder wie naamgever van stichting YvYa Yvonne, die op 37-jarige leeftijd aan de ziekte is overleden en een man en twee jonge zoontjes achterlaat. Omdat het belangrijk is de tumor zo vroeg mogelijk te ontdekken, kan de Early Warning Scan, áls deze een succes wordt, dus ontzettend veel leed voorkomen.

JADS

Dat bevestigt ook onderzoeker Daan Kolkman, die vanuit JADS de afgelopen anderhalf jaar het kiemproject rond de Early Warning Scan heeft begeleid. “Het risico dat het niets wordt is bij zo’n nieuw concept best groot, maar als het wel lukt, is dat heel veel waard.“ De conclusie van de studie, vanwege de coronapandemie puur op basis van computersimulaties, is dat het in principe inderdaad mogelijk moet zijn om met een combinatie van 3D-fotografie en kunstmatige intelligentie borstkanker aan te tonen.

Bij JADS hebben ze onder meer gekeken naar hoe de vijftig 2D-foto’s het best tot een 3D-afbeelding van de borst kunnen worden omgezet. “In het concept van Tom Sanders wordt in principe gebruikgemaakt van bestaande commerciële software”, legt Kolkman uit. “Maar een enkele 3D-reconstructie kost daarmee al snel veertig minuten; afhankelijk van de vereiste resolutie, die we nu ook nog niet goed kunnen inschatten. Dat zou wel eens te lang kunnen zijn voor de praktijk.”

Daarom heeft Kolkman vanuit het MKB Datalab van JADS de Braziliaanse studente Camilla Matoba laten onderzoeken welke snellere ‘open source’-algoritmen op basis van kunstmatige intelligentie wellicht geschikt zijn voor specifiek deze toepassing. Zij concludeerde vorige week dat met een bepaald algoritme dat gebruikmaakt van neurale netwerken een forse tijdswinst geboekt kan worden. Uiteindelijk gaat het er vooral om dat de rekentijd een beetje in verhouding blijft met de overige stappen van het scanproces, benadrukt Kolkman. “Als je een MRI-scan ondergaat, krijg je de resultaten ook niet direct te zien.”

Preklinische tests

Het nieuwe prototype van de Early Warning Scan wordt naar verwachting nog deze zomer door Demcon geleverd. Om hiermee zogeheten preklinische tests uit te kunnen uitvoeren in het Catharina Kankerinstituut wordt een subsidievoorstel ingediend bij KWF. Ook in de fase daarna zal nog wetenschappelijk onderzoek nodig zijn om de werking van de Early Warning Scan te valideren, benadrukt Moniek Sanders. Hulp van de TU/e daarbij zou fijn zijn. “De TU/e is natuurlijk van harte welkom voor nadere technisch-wetenschappelijke samenwerking.”

Deel dit artikel