Image sensors and vision systemsSmart Healthimec.icon

5 min

De respons van tumoren op een behandeling sneller en accurater kwantificeren

Tijdens het FIAT-project onderzocht een consortium van wetenschappers en industriepartners (zowel van de hardware- als de softwarezijde) het potentieel van functionele beeldvorming om tumoren accurater te kwantificeren. 

Scroll

Best of 2016 / Editie november 2016

Oncologen verwachten erg veel van een aantal nieuwe benaderingen die in kaart brengen hoe tumoren reageren op een behandeling. Functionele beeldvorming is een van die benaderingen, waarbij de activiteit van een tumor wordt onderzocht (metabolisme, bloedcirculatie, diffusiekarakteristieken, enz.) – eerder dan de grootte ervan. Maar hoewel functionele beeldvorming van bijzonder groot belang zou kunnen zijn voor oncologen, moeten er nog enkele belangrijke hinderpalen worden overwonnen vooraleer de technologie in de klinische praktijk kan worden gebruikt. 

Praktische hinderpalen

Tijdens het FIAT-project onderzocht een consortium van wetenschappers en industriepartners (zowel van de hardware- als de softwarezijde) het potentieel van functionele beeldvorming om tumoren accurater te kwantificeren. Dat deden ze door twee parallelle onderzoekstrajecten op te zetten (nl. klinische beeldvorming en beeldvorming voor kleine dieren), en de onderzoeksresultaten van beide trajecten te gebruiken om elkaar te versterken. Daarbij werd in het bijzonder aandacht besteed aan perfusie CT-beeldvorming, en het kwantificeren van positron emissietomografie (PET) bij de beeldvorming van kleine dieren.

“Voor we functionele beeldvorming in de klinische praktijk kunnen gebruiken, moeten we een aantal belangrijke hinderpalen overwinnen,” legt Jef Vandemeulebroucke (imec - ETRO - VUB), de FIAT-onderzoekscoördinator, uit. “Eerst en vooral ontbreken de standaarden voor het nemen en analyseren van de beelden. En ten tweede is het vooralsnog een hele uitdaging om kwantitatieve biomarkers voor onze beeldvorming te verzamelen; met andere woorden: reproduceerbare metingen die representatief zijn voor het stadium waarin de tumor zich bevindt en die de basis kunnen vormen voor praktische responscriteria.” 

"Wat perfusie CT betreft, wilden we vooral de hoeveelheid straling beperken waaraan patiënten tijdens het beeldvormingsproces worden blootgesteld,” voegt Julien Milles (Philips Healthcare), de FIAT-projectleider, daaraan toe.

De blootstelling aan straling bij perfusie CT verminderen met een factor 5 tot 10 

Het FIAT-consortium is erin geslaagd een belangrijke doorbraak te realiseren wat de blootstelling aan straling bij perfusie CT betreft:

Bij klinische beeldvorming is het immers belangrijk om de hoeveelheid straling waaraan patiënten worden blootgesteld, te beperken. Vooral bij kankerbehandelingen – wanneer er regelmatig beelden genomen moeten worden om te zien hoe de ziekte evolueert – is dit van essentieel belang.

“Daarom ontwikkelden we nieuwe reconstructiemethoden, specifiek voor beeldvorming met perfusie-computertomografie (CT), die 5 tot 10 maal minder projecties nodig hebben om beelden van goede kwaliteit te produceren,” legt Jef Vandemeulebroucke uit. “Zo kunnen we ook de stralingsdosis voor de patiënt met een factor 5 tot 10 verminderen. Hoewel er nog verder onderzoek vereist is om deze technologie te verfijnen, kunnen we nu al zeggen dat dit een belangrijke doorbraak is, die de manier waarop we perfusie CT in de klinische praktijk gebruiken volledig kan veranderen.”

Ruis op medische beelden meer dan 32 keer sneller onderdrukken

Als je bij CT-beeldvorming de blootstelling aan straling probeert te verminderen, resulteert dat vaak in beelden die meer ruis en artefacten bevatten, waardoor ze moeilijker te interpreteren zijn. Daarom werden er, als onderdeel van het FIAT-project, algoritmen ontwikkeld waarmee ruis efficiënter onderdrukt kan worden. De FIAT-aanpak heeft geresulteerd in een significante kwantitatieve en visuele verbetering van de beeldkwaliteit, met een verbeterde signaal-ruis-verhouding van gemiddeld 6,56 dB (2D ruisonderdrukking) en 7,56 dB (3D ruisonderdrukking).

“Uiteraard vraagt dit erg veel rekenkracht. Daarom hebben de FIAT-onderzoekers gebruik gemaakt van de revolutionaire Quasar-technologie – ontwikkeld door onderzoekers van imec en UGent – om dat proces te versnellen,” zegt Julien Milles. "Wat vroeger 3,5 minuten in beslag nam, doen we nu op 6,4 seconden.”

Resultaten toepassen en de volgende stappen

Nu de projectresultaten beschikbaar zijn, kunnen de projectpartners ermee aan de slag –

  • Industriepartner MR Solutions heeft de nieuwe isotropische sequenties voor diffusie-gewogen MRI ondertussen al geïntegreerd in zijn producten.
  • Verder onderzoek tussen de Universiteit Antwerpen en MR SOLUTIONS werd opgestart. Het is de bedoeling dat MICA, MR SOLUTIONS en het Bio-Imaging Lab de MRI-acquisities verbeteren die kunnen leiden tot een automatische afbakening van tumoren.
  • Partner icometrix zal perfusie CT toevoegen aan zijn klinische oplossing voor de kwantificatie van beroertes, terwijl imec - VUB onderzoekers samen met UZ Brussel momenteel bekijken hoe ze kunnen samenwerken rond gerelateerde dynamische (4D) medische beeldvorming – zoals beeldvorming van het hart, waarbij er ook een tijdscomponent aanwezig is.
  • “Ook Philips is aan het onderzoeken hoe we de FIAT-onderzoeksresultaten kunnen gebruiken, en erop kunnen voortbouwen,” zegt Julien Milles. "Eerst en vooral moeten we de FIAT-methodes verder ontwikkelen. Daarna moeten ze getest worden in een klinische omgeving, en op middellange termijn kunnen we proberen ze te commercialiseren. Maar een van de hoofdconclusies van het FIAT-project is alvast duidelijk: het potentieel van de FIAT-technologie – waarmee we kwantitatieve medische beelden kunnen genereren én tegelijk de stralingsblootstelling kunnen beperken – is ontzettend groot!”

Als je geïnteresseerd bent om toegang te krijgen tot de Quasar-technologie die in het FIAT-project werd gebruikt, neem dan contact op met Stan De Vocht (Stan.DeVocht@imec.be )

Wat zijn imec.icon-projecten?

Imec.icon-projecten zijn vraaggestuurde onderzoeksprojecten die de expertise van academische en industriële partners bundelen. Ze hebben gemiddeld een looptijd van twee jaar en passen zich vlot aan het snel evoluerende digitale landschap aan. Projectpartners doen mee met de bedoeling de projectresultaten in hun eigen producten of diensten te integreren. Het FIAT-project kon niet alleen rekenen op de steun van de projectpartners, maar werd ook medegefinancierd door iMinds (nu imec) en ontving projectsubsidies van het Vlaamse Agentschap Innoveren & Ondernemen.

 

Deze website maakt gebruik van cookies met als enige doel het analyseren van surfgedrag, zonder enige commerciële insteek. Lees er hier meer over.

Accepteer cookies