Update Topspecialistische Zorg en Onderzoek (TZO)

Update Topspecialistische Zorg en Onderzoek (TZO)​

Een jaar geleden ging het project Topspecialistische Zorg en Onderzoek (TZO) binnen het ETZ van start. 'Een gespecialiseerd zorgpad voor iedere hersentumorpatiënt', dat is het uitgangspunt. Op TZO-bijeenkomst van 18 oktober 2021 werden betrokkenen op de hoogte gesteld van de laatste ontwikkelingen. Hieronder vind je een update over de stand van zaken. 

Focusgroep

Op de avond van 4 oktober hebben we in een focusgroep van drie patiënten met een hersentumor en twee naasten het speciaal voor TZO aangepaste neurochirurgische zorgpad geëvalueerd, waarin we een aantal preoperatieve klinische onderzoeken wat meer naar voren hebben gehaald om de bevindingen daarin beter mee te kunnen nemen in individuele behandelbesluiten. Ook hebben we met de patiënten en hun naasten het huidige besluitproces geëvalueerd. Patiënten gaven aan de neuropsychologische screening aan het einde van de dag wat zwaar te vinden. Op basis hiervan wordt deze screening nu vroeger op de dag uitgevoerd. Verder waren patiënten en naasten relatief tevreden over het huidige besluitproces, maar was er niet altijd oog voor de persoonlijke situatie. Over langetermijngevolgen van behandelingen werd volgens de deelnemers niet of nauwelijks gesproken.

Update 'Kunstmatige Intelligentie (KI) en persoonlijke doelen bij hersentumoren'

In dit eerste project willen we de gezamenlijke besluitvorming voor patiënten met een meningeoom of een glioom (hersentumoren) personaliseren en verbeteren door:​

• De patiënt beter met behandelaar te kunnen laten delen wie hij is en wat hij wil.
• De behandelaar beter met patiënt te kunnen laten delen wat de patiënt op lange termijn na behandeling kan verwachten.

Om het eerste doel te behalen gaan we in het project van Iris Bras hersentumorpatiënten vragen in de spreekkamer te delen wie hij is en wat hij wil. Om straks in elk geval ook de effecten van de verandering in de besluitvorming te kunnen meten, hebben we eerst een jaar lang een nulmeting gedaan. Er zijn 69 patiënten geïncludeerd. Van 59 deelnemers zijn geluidsopnames gemaakt van het eerste consult bij de neurochirurg en van 57 deelnemers hebben we ingevulde vragenlijsten over onder andere kwaliteit van leven ontvangen. Onlangs is gestart met een kwalitatieve analyse van de gesprekken bij de arts om meer inzicht te krijgen in de verschillende thema's die aan de orde komen. Tevens werkt Iris aan een literatuuroverzicht over gezamenlijke besluitvorming bij patiënten met een hersentumor.

Om het tweede doel te behalen gebruiken we het project van Sander Boelders, dat gaat over data over cognitief functioneren - bijvoorbeeld het geheugen en de concentratie. Die gegevens verzamelden we in de afgelopen tien jaar met neuropsychologisch onderzoeken bij zo'n 1500 patiënten, om vervolgens KI-modellen te maken. Hiermee willen we individuele voorspellingen doen van het cognitief functioneren van de patiënt op de langere termijn. Die kan de dokter vervolgens met elke nieuwe patiënt delen. Eerst hebben we de grote hoeveelheid neuropsychologische testvariabelen met factoranalyses teruggebracht tot slechts een handvol scores, die later gebruikt kunnen worden in de individuele voorspellingen. Ook hebben we met behulp van deep learning, een speciale KI-techniek, volledig automatische tumoromlijning/-bepaling voor meningeomen aan de hand van T1 contrast MRI-scans mogelijk gemaakt. Tot nu toe waren er verschillende soorten MRI's nodig om dit te doen, maar die zijn in de klinische zorg niet altijd beschikbaar. ​

De informatie uit de twee doelen zal samengevoegd worden in een dashboard dat in de spreekkamer door patiënt en behandelaar gebruikt kan worden. Met studenten van de Hogeschool Utrecht is een start gemaakt aan de ontwikkeling hiervan.

Update 'Voorspellingsmodel voor behandeling bij brughoektumoren'

In dit project proberen we op individueel niveau te voorspellen wat de beste behandeling voor een brughoektumor is. De verschillende opties zijn: niets doen (wait and scan), hoge precisie-bestraling met het Gamma Knife of een operatie. Om tot een individuele voorspelling te komen, kijken we vooral naar de tumorkenmerken op de MRI met KI-technieken. Door de MRI-bevindingen te koppelen aan hoe het de patiënten is vergaan in de loop der jaren hopen we een voorspellend model te kunnen maken. Dit is dus op basis van gegevens die al verzameld zijn (retrospectieve studie). Daarnaast zijn we ook begonnen met nieuwe MRI-technieken, zoals MRI-perfusie (mate van doorbloeding) en MRI-diffusie (hoe stevig of zacht weefsel is), om te zien of die informatie opleveren die het gedrag van de tumor op de behandeling goed kunnen voorspellen. Deze gegevens worden momenteel gegenereerd (prospectieve studie).​

Om de analyse met AI-technieken mogelijk te maken zijn veel gegevens nodig. In het eerste jaar zijn we vooral bezig geweest met het verzamelen van gegevens van veel patiënten die al behandeld zijn of waarbij een wait-en-scan-beleid gevoerd is. Omdat een brughoektumor relatief zeldzaam is en we zoveel mogelijk data willen verzamelen, zijn er verschillende centra betrokken. Naast het ETZ zijn dit  het RadboudUMC in Nijmegen en het Maastricht UMC+. Inmiddels zijn er meer dan duizend met Gamma Knife behandelde patiënten geanalyseerd en zestienhonderd patiënten waarbij in eerste instantie een wait-en-scan-beleid is uitgevoerd. Met deze grote hoeveelheid data kunnen we de AI-technieken inzetten. Momenteel worden deze geprogrammeerd en uitgeprobeerd op de data.

Daarnaast zijn al meer dan honderd patiënten in het ETZ en ongeveer zestig patiënten in Nijmegen gescand met het nieuwe scanprotocol. De inclusie van nieuwe patiënten zal de volgende maanden nog volgen en daarna worden de data geanalyseerd.

Update 'Nieuwe lokalisatiemethoden cognitieve functies'

In dit project worden nieuwe methoden en technieken ontwikkeld om de kans op nieuwe cognitieve stoornissen na een hersentumoroperatie te verminderen. Dit doen we door te onderzoeken wat precies de anatomische basis is van cognitieve functies. De hersenen kun je hierbij zien als een complex netwerk van onderling verbonden gebieden met een unieke 'vingerafdruk' voor iedere patiënt. In het eerste TZO-jaar hebben we met behulp van informatie uit geavanceerde MRI-scans een model van de hersenverbindingen van hersentumorpatiënten gemaakt en dit vergeleken met hun prestaties op neuropsychologische testen en met modellen van gezonde personen (zie Figuur 1). Zo onderzoeken we hoe wiskundige kenmerken van het hersennetwerk gerelateerd zijn aan het cognitief functioneren. Hierbij vonden we al eens eerder verschillen tussen de netwerken van groepen gezonde mensen en die van patiënten.

Het komende jaar kijken we hoe we deze modellen kunnen verbeteren zodat ze ook betekenis krijgen voor de individuele patiënt en dus mogelijk bruikbaar worden in de kliniek. Stip op de horizon is dat we de operatie nabootsen in een computer. Zo kunnen we veilige tumorgrenzen vaststellen en de neurochirurg en patiënt een 'cognitieve risicokaart' geven om de besluitvorming te verbeteren.

Een ander onderdeel van dit project is het ontwikkelen van een protocol voor het testen van cognitieve functies tijdens wakkere hersenoperaties. Op dit moment is hier geen algemene standaard of bewijs voor, zoals ook bleek uit een door ons geschreven reviewartikel dat recent werd gepubliceerd.[1] Bij het intra-operatief testen van cognitieve functies richten we ons op specifieke hersenverbindingen, waarvan momenteel de functies nog grotendeels onbekend zijn (zie Figuur 2). Hierover publiceerden we drie artikelen in het eerste TZO-jaar [2,3,4]. Momenteel zijn we met ziekenhuizen in Utrecht en Parijs in overleg over een consensusprotocol voor intra-operatieve monitoring van cognitieve functies. Begin volgend jaar start een studie met dit protocol in meerdere (inter)nationale ziekenhuizen, waarvan het ETZ het coördinerende centrum is.

Figuur 1
Door middel van wiskundige analyse van de het complexe hersennetwerk van een hersentumorpatiënt willen we op termijn de effecten van operatie op het cognitief functioneren kunnen voorspellen, en daarmee operaties veiliger maken. 

Figuur 2

Dit voorbeeld toont hoe nieuwe MRI methoden de veiligheid van hersenoperaties kunnen vergroten. Bij een patiënt met een hersentumor (omkaderd) werden met behulp van zogenaamde MRI-tractografie de hersenverbindingen (in kleur) zichtbaar gemaakt. Dit is met huidige MRI scans niet mogelijk. Aan de achterzijde van de tumor verloopt de zogenaamde fronto-aslant tract (in blauw), waarvan momenteel nog onvoldoende duidelijk hoe relevant deze hersenverbinding is voor normaal cognitief functioneren. Tijdens een wakkere operatie werd deze structuur geïdentificeerd en gespaard met als doel nieuwe cognitieve stoornissen te voorkomen.[3]

Bronnen:

[1] A systematic review of the use of subcortical intraoperative electrical stimulation mapping for monitoring of executive deficits and neglect: what is the evidence so far. MJF Landers, MM Sitskoorn, GJM Rutten, E Mandonnet, W De Baene. Acta Neurochirurgica, 2021.

[2] The frontal aslant tract and its role in executive functions: a quantitative tractography study in glioma patients. MJF Landers, SPL Meesters, M van Zandvoort, W De Baene, GJM Rutten. Brain Imaging and Behavior, 2021.

[3] Executive functional deficits during electrical stimulation of the right frontal aslant tract. GJM Rutten, MJF Landers, W De Baene, T Meijerink, S van der Hek, HB Verheul. Brain Imaging and Behavior, 2021

[4] The third branch of the superior longitudinal system. MJF Landers, W De Baene, GJM Rutten, E Mandonnet. Journal of Neurosurgical Sciences, in press.