Twee grote voordelen van AI in radiotherapie: tijdswinst en minder schade aan gezond weefsel

Bestraling: tot de millimeter nauwkeurig

Als voorbereiding op de bestraling maken radiotherapeutisch laboranten en artsen eerst een CT-scan van de patiënt. Op deze scan tekenen zij de tumor en omliggende organen in. Dat doen ze met de bestralingsplanningssoftware RayStation. Daarna stellen ze een zo optimaal mogelijk bestralingsplan op: een hoge stralingsdosis in de tumor en zo min mogelijk straling in de gezonde organen.

“Bij mondkeelholtekanker is hoge precisie nodig”, zegt Dankers. “De tumor ligt dicht bij allerlei kwetsbare organen, zoals de slikspieren, de speekselklieren en de slokdarm. Daarom wordt op het bestralingstoestel een masker gebruikt dat het hoofd exact in positie houdt – elke dag opnieuw, voor 35 bestralingen.”

Organen sneller intekenen met AI

Bij patiënten met mondkeelholtekanker moet het hele keel- en halsgebied worden ingetekend op de CT-scan. Inclusief de lymfeklieren, want daar kunnen niet-zichtbare, uitgezaaide tumorcellen zitten. In het LUMC gebeurt het intekenen van de omliggende organen sinds enkele jaren grotendeels automatisch met AI. Alleen de tumor zelf wordt door de radiotherapeuten nog handmatig ingetekend. Deze aanpak is ongeveer twee keer zo snel als voorheen en bespaart dus veel tijd per patiënt.

Bestralingsplan: van handwerk naar slimme assistentie

Tot oktober 2023 maakten radiotherapeutisch laboranten het volledige bestralingsplan voor mondkeelholtekanker nog zonder de hulp van AI. Zij bepaalden zelf waar een hoge of lage dosis nodig was, waarna de bestralingsplanningssoftware hun plan optimaliseerde. Vooral het bijstellen en verfijnen door de laboranten en artsen daarna – essentieel bij tumoren die dicht bij kwetsbare organen liggen – kostte veel tijd, soms wel een hele dag.

 “Nu helpt AI-software bij het maken van het bestralingsplan voor deze patiënten,” zegt Dankers. “De laborant maakt nu niet meer eerst zelf een plan, maar laat AI een voorstel doen op basis van duizenden eerdere behandelingen wereldwijd. De laborant controleert en verfijnt dit plan daarna. Het voorstel van AI is vaak al grotendeels correct en daardoor is het bestralingsplan veel sneller klaar.”

Foto: CT-scan met bestralingsplan van een patiënt met mondkeelholtekanker, gezien van onderaf. Links het handmatig gemaakte bestralingsplan, rechts het AI-gegenereerde plan. Warme kleuren geven een hogere stralingsdosis aan. De tumor is gemarkeerd met een blauwe lijn en krijgt een dosis van 70 gray (Gy). De rode lijn markeert de lymfeklieren in de hals die 54 gray krijgen. Blauwe gebieden ontvangen 10 tot 30 gray.

Minder schade aan de slikspieren

Dankzij AI zijn de behandelplannen voor patiënten met mondkeelholtekanker verbeterd, en zorgen ze voor minder straling op gezonde weefsels. Dankers: “In de CT-afbeelding hierboven zie je twee bestralingsplannen: één handgemaakt en één met AI. Ze lijken sterk op elkaar, maar in het AI-plan is de dosis in de gezonde slikspieren iets lager. Daardoor is de kans op slikproblemen na de behandeling kleiner. Het gaat om een paar procenten, maar het is toch winst voor de patiënt.”

Razendsnelle voorspelling door AI

Een ander voordeel van AI is dat het veel tijd bespaart, vertelt Dankers. De AI-software voorspelt de benodigde stralingsdosis binnen één minuut. Het opstellen van een compleet bestralingsplan – op basis van die voorspelling – duurt vervolgens nog ongeveer een kwartier. Voor mondkeelholtekanker hebben de laboranten en artsen daarna nog één tot twee uur nodig voor verdere verfijning. Vroeger duurde dit hele proces vier tot acht uur. ”Die tijdswinst is essentieel”, benadrukt Dankers, “omdat de druk op de gezondheidszorg toeneemt. Door de vergrijzing neemt het aantal patiënten toe en is het moeilijk om medisch personeel te vinden, ook op de afdeling Radiotherapie.” 

Toekomst: ‘adaptieve’ radiotherapie

Dankzij AI gaat het werk op de afdeling Radiotherapie sneller. Dat is volgens Dankers ook belangrijk omdat radiotherapie in de toekomst steeds ‘adaptiever’ wordt. Niet meer één vast plan maken voor alle bestralingen, maar het plan tijdens de behandeling aanpassen op basis van de actuele anatomie.

“Om te controleren of de patiënt goed op het bestralingstoestel ligt en of de tumor niet is veranderd maakt de radiotherapeutisch laborant nu al elke dag een CT-scan voorafgaand aan de behandeling”, zegt Dankers. “Als het nodig is, wordt het bestralingsplan bijgesteld. Met behulp van AI gaat ook dat veel sneller. Dat bespaart wederom tijd en zorgt ervoor dat we patiënten nog nauwkeuriger kunnen behandelen.”

Uitbreiding naar andere kankersoorten

Het LUMC loopt voorop bij de inzet van AI bij mondkeelholtekanker, een complexe vorm van kanker. Sinds mei 2025 wordt deze technologie ook gebruikt bij endeldarmkanker, met goede resultaten: de stralingsdosis op de blaas en darmen konden met de hulp van AI worden verlaagd.

Andere ziekenhuizen, zoals HagaZiekenhuis en HMC, tonen inmiddels interesse voor de AI-modellen die wij voor bestralingsplannen gebruiken”, zegt Dankers. “Zij werken zelf aan AI-modellen voor long- en prostaatkanker, die het LUMC binnenkort gaat verkennen. “Door samenwerking kunnen we de modellen sneller testen, verbeteren en toepassen. Het resultaat: betere bestralingsplannen voor meer patiënten, zonder dubbel werk.”