Adaptieve radiotherapie kan een doorslaggevende rol gaan spelen om te zorgen dat bij radiotherapie de tumor wordt geraakt, met minimale belasting van de omliggende organs at risk. Als nieuw bijzonder hoogleraar Adaptieve Radiotherapie aan de Universiteit van Amsterdam speelt prof. dr. ir. Jan-Jakob Sonke een belangrijke rol in het onderzoek dat ervoor moet gaan zorgen dat de mogelijkheden hiervan ten volle benut gaan worden.
Radiotherapie is een vrij onbekend vakgebied, stelt Jan-Jakob Sonke. “Veel mensen verwarren het met radiologie ”, vertelt hij. Artsen in opleiding komen ook maar beperkt in aanraking met het onderwerp radiotherapie. “Vreemd dat het in het curriculum zulke beperkte aandacht krijgt, want in de oncologie is het een van de belangrijkste behandelmodaliteiten”, zegt Sonke. “Een logisch gevolg is dat ze het ook niet zo snel als aandachtsgebied voor hun specialisatie zien. In de Verenigde Staten is het een veel populairder vakgebied, radiotherapie is daar ook een van de beter betaalde specialismen.”
Als kind werd Sonke dagelijks geconfronteerd met patiënten die de apotheekhoudende huisartspraktijk van zijn vader bezochten. “Voor mezelf zag ik geen toekomst in de medische wereld”, zegt hij. “Maar via mijn ouders - mijn moeder was actief feministe - kreeg ik wel met de paplepel ingegoten dat het goed is iets te gaan doen waarin maatschappelijke betrokkenheid een rol speelt. Tijdens mijn studie Technische natuurkunde raakte ik geïnteresseerd in beeld- en signaalverwerking. Technisch maakt het weinig uit of je dergelijke techieken inzet om een tank of een tumor te raken, maar vanuit maatschappelijk perspectief zijn er grote verschillen. Toen ik een advertentie in de Volkskrant zag voor een wetenschapper op de afdeling Radiotherapie van het Antoni van Leeuwenhoek, wist ik net als de meeste mensen nog niet veel over de medische toepassing ervan. Maar ik zag wel parallellen met mijn studieonderwerp akoestiek. Ik kwam terecht in een bruisend vakgebied waarin Nederland ook nog eens een heel competitieve koploper bleek te zijn.”
In de kinderschoenen
Het concept van adaptieve radiotherapie was al bekend toen Sonke in 2000 zijn loopbaan bij het Antoni van Leeuwenhoek begon. Maar het stond nog in de kinderschoenen, omdat de technologische mogelijkheden van die tijd verdere toepassing in de weg stonden. “Een van de kernelementen is imagingin de bestralingsruimte en dat was nog niet ver genoeg ontwikkeld”, verduidelijkt Sonke. “De discussie beperkte zich nog vooral tot methodologisch nadenken over het onderwerp. Toen de ontwikkelingen in imagingvoortschreden, nam ook de kennis toe over de processen die zich in het lichaam afspelen: de verandering van de positie en vorm van de tumor en de omliggende organen tussen de planning van radiotherapie en de behandeling ermee en zelfs tijdens de behandeling, deels door normale fysiologische processen en deels in reactie op de behandeling.”
De manier waarop het hart en de longen bewegen is semiperiodiek en is dus op basis van algoritmen goed te voorspellen. Al betekent dit nog niet automatisch dat de radiotherapeutische behandeling er ook eenvoudig op aan te passen is, want het zijn wel organen die snel bewegen. Bij de blaas is dit eenvoudiger, want de blaasvulling gaat maar één kant op. “Maar dit geldt niet voor alle organen”, zegt Sonke. “Die zijn complexer en daarop moet je dus een goed plan maken als je met radiotherapie wilt bewerkstellingen dat je wel de tumor raakt, maar de structuren eromheen ongemoeid laat.”
Onderzoek
Sonkes onderzoek richt zich op het nauwkeurig in beeld brengen van de veranderende anatomie tijdens de bestraling, het kwantificeren van deze veranderingen door middel van automatische beeldanalysetechnieken en het zodanig aanpassen van het behandelplan dat deze veranderingen steeds optimaal verdisconteerd worden. Daarnaast ontwikkelt hij vergelijkbare strategieën aan de hand van functionele beeldvorming om de behandeling aan te passen aan de biologische respons van de tumor. “Medische imagingis een hot topicin de zorg”, zegt hij. “Er spelen ontwikkelingen waarmee wij in ons vakgebied ons voordeel kunnen doen. Daarnaast richten wij ons op de imagingdie we beschikbaar hebben in de behandelruimte, waarbij we twee opties hebben. De eerste is een zogenoemde cone-beamCT-scanner, een techniek vergelijkbaar met een normale CT-scanner en die op vrijwel elk modern bestralingstoestel beschikbaar is. De tweede is MRI combineren met een bestralingsapparaat, interessanter maar ook complexer. Je moet immers een techniek ontwikkelen die voorkomt dat de apparaten elkaars werking beïnvloeden. Het heeft tijd gekost om hiervoor tot een oplossing te komen waarin ook de industrie geïnteresseerd was, iets waarin de Universiteit Utrecht een voortrekkersrol heeft gespeeld. Maar de investering was wel de moeite waard, want MRI in de bestralingsunit beschikbaar hebben brengt de weke delen en de tumor veel beter in beeld dan CT. Het moet nog wetenschappelijk bewezen worden dat dit tot radiotherapie met minder belasting van organs at risk zal leiden, maar er is weinig fantasie voor nodig om dat als een plausibele hypothese te beschouwen.”
Op weg naar bredere toepassing
Is adaptieve radiotherapie daarmee voor nu nog steeds vooral een belofte? “Nee, het is een voortdurende ontwikkeling”, zegt Sonke. “Het wordt al veel in de praktijk toegepast, maar het duurt nu nog een paar dagen om het behandelplan aan te passen. Dat wil je eigenlijk in tien minuten kunnen. De drempel voor klinische toepassing van adaptieve radiotherapie is dus nog vrij hoog, omdat het zo arbeidsintensief is. Als we erin slagen de stap te zetten naar continue aanpassing, wordt veel bredere toepassing mogelijk. Goed richten op de tumor - beeldgestuurde radiotherapie dus - hebben we al aardig onder de knie. De uitdaging zit dus in het aanpassen aan de complexe veranderingen in het lichaam.”
In zijn inaugurele rede stelde Sonke dat artificial intelligence een belangrijke ontwikkeling isom die uitdaging succesvol aan te gaan. Hij verwacht binnen vijf jaar een doorbraak in adaptieve radiotherapie, waarbij toxiciteit met vijf tot tien procent kan worden gereduceerd. “Buiten de radiotherapie wordt al hard gewerkt om via deep learning automatische beeldinterpretatie te perfectioneren”, zegt hij, “bijvoorbeeld in de ontwikkeling van zelfsturende auto’s. Nu worden ook stappen gezet om die werkwijze voor radiotherapie toe te passen. Met als verschil dat de medische wereld met driedimensionale beelden werkt die geen kleur hebben en dat we minder data tot onze beschikking hebben. Er liggen dus wel uitdagingen. Maar als we die het hoofd bieden, kan de radiotherapeut zich weer volledig op zijn kerntaak richten van hoogwaardige patiëntenzorg in plaats van een halve techneut te moeten zijn. Ik denk dat de baanzekerheid van de radiotherapeut groter is dan die van de radioloog.”
Drs. Frank van Wijck, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2018 vol 9 nummer 5
DEEL DIT ARTIKEL:
