Radiologie kruipt richting pathologie

07-10-2019 Marion Smits 2019

Radiologie kan inmiddels veel meer dan de lokalisatie en omvang van een tumor aangeven. Prof. dr. Marion Smits, die afgelopen zomer haar oratie hield als hoogleraar Toegepaste beeldvorming van de fysiologie van het zenuwstelsel aan het Erasmus MC te Rotterdam, schetst de huidige positie van de radiologie binnen de oncologie en blikt in de (nabije) toekomst.

Van weinig medische disciplines is de geboortedatum zo nauwkeurig bekend als van de radiologie. Op de avond van 8 november 1895 experimenteert de Duitse natuurkundige Wilhelm Conrad Röntgen in zijn laboratorium in Würzburg met een gasontladingsbuis. Hierbij ontdekt hij de later naar hem genoemde elektromagnetische straling. Voor de medische wereld is het van belang dat Röntgen op een gegeven moment tussen de stralingsbron en een lichtgevoelig fluorescentiescherm gaat staan. Hij ziet zijn eigen skelet afgebeeld op het scherm! Kort daarna maakt hij de eerste officiële röntgenfoto: die van de hand van zijn vrouw Anna Bertha. Eind december stuurt hij, ter begeleiding van het manuscript dat hij over de door hem ontdekte neue Art von Strahlen heeft geschreven, afdrukken van die foto naar bevriende natuurkundigen, onder wie de Nederlander en latere Nobelprijswinnaar Hendrik Lorentz. Een nieuw vakgebied is geboren: de radiologie, oftewel medische beeldvorming.
“De komst van de radiologie was uiteraard een revolutie in de medische wereld”, stelt Marion Smits. “Het was vanaf dat moment mogelijk zicht te krijgen op het inwendige van het menselijk lichaam zonder dit te hoeven openen.” De radiologie verwerft hierdoor razendsnel een belangrijke plaats in de medische diagnostiek. Het voortschrijden van de technische mogelijkheden - naast de klassieke röntgen worden later ook MRI, CT, echo en PET en combinaties daarvan ontwikkeld - maakt het mogelijk organen en weefsels in het lichaam tot in steeds kleinere details zichtbaar te maken. Zo ook maligne weefsels.
Smits: “De radiologie is al sinds lang niet meer weg te denken uit de oncologie. Beeldvormende technieken zijn om te beginnen van belang bij het opsporen en lokaliseren van tumoren. Daarnaast spelen beeldvormende technieken een belangrijke rol bij het stadiëren van tumoren en daardoor indirect ook bij het helpen vaststellen van de optimale behandeling. En ten slotte is beeldvorming onmisbaar in het hele behandeltraject: het monitoren van het effect van de behandeling, het maken van onderscheid tussen therapiegerelateerde en ziektegerelateerde afwijkingen en het tijdig herkennen van progressie.”

Heilige graal
De klassieke rol van de beeldvormende technieken in de oncologie is het geven van een zo nauwkeurig mogelijk antwoord op de vragen ‘Waar zit de tumor?’ en ‘Hoe groot is de tumor?’. “Het beantwoorden van die vragen is nog steeds de meest voorkomende reden voor het toepassen van de beeldvormende technieken in de oncologie”, merkt Smits op. “Neem de mammografie als middel om via het bevolkingsonderzoek borstkanker op te sporen. Maar ook de echo, MRI en CT gebruiken we nog steeds voor een belangrijk deel om de plaats en uitgebreidheid van een tumor te bepalen, zeg maar de anatomie van de ziekte. Maar we kunnen tegenwoordig veel meer met beeldvorming. De afgelopen decennia zijn technieken ontwikkeld als PET, multiparametrische MRI en diffusion weighted MRI die ons ook iets vertellen over de fysiologie van de tumor. Onder andere over de celdichtheid, de doorbloeding en de eiwitrijkheid van de tumor. Of zelfs over het metabolisme in de tumorcellen en hun genetische profiel.
Diffusion weighted MRI, kort ook wel DWI genoemd, kan bijvoorbeeld op basis van de verplaatsing van water rondom de cellen iets vertellen over de celdichtheid van het weefsel. In weefsel met een hoge celdichtheid, zoals tumoren, kan het water zich moeilijker verplaatsen, wat met DWI is te zien. Door dit te combineren met andere parameters uit andere beeldvormende technieken, bijvoorbeeld de structuur, de mate van doorbloeding en het metabolisme in de tumor, kun je inmiddels een aardig beeld krijgen van de biologie in de tumor.
Hierdoor schuift de radiologie langzaam op in de richting van het werkterrein van de pathologie. Een van de meest toonaangevende MRI-onderzoekers van dit moment, prof. dr. Mark Griswold (Cleveland, Verenigde Staten), heeft dit enigszins provocerend als volgt verwoord: “Every biopsy is a failed imaging experiment.” Met andere woorden, zolang het nodig is om een biopt te nemen om de juiste diagnose te kunnen stellen, faalt de radiologie nog. Zover zijn we nog lang niet, maar het is wel de heilige graal van de moderne radiologie: met behulp van louter beeldvormende technieken cellen, en dus ook tumorcellen, karakteriseren tot op het moleculaire en genetische niveau aan toe.”

Betere plaatjes
De technische vooruitgang van de radiologie - steeds betere ‘plaatjes’ met steeds meer details en informatie - heeft ook consequenties voor zowel het klinisch onderzoek als de routinebehandeling van oncologische patiënten. Smits: “Met de huidige scanners en scantechnieken zijn we bijvoorbeeld in staat kleinere metastasen op te sporen dan in het verleden. Dat betekent in de praktijk dat bij een patiënt eerder gemetastaseerde ziekte kan worden vastgesteld. Dat kan consequenties hebben voor de behandeling. Een patiënt komt dan bijvoorbeeld volgens de richtlijnen niet meer in aanmerking voor een bepaalde therapie of juist wel. Momenteel weten we vaak nog niet precies wat de klinische relevantie is van het eerder kunnen detecteren van die kleine metastasen. Biedt dat een mogelijkheid tot eerdere behandeling en een betere overleving? Of gaat het juist leiden tot overbehandeling? De tijd zal dat moeten leren.
Ook is het hebben van metastasen, met name hersenmetastasen, vaak een exclusiecriterium bij klinische studies. Als gevolg van de verbeterde beeldvorming sluiten we nu dus patiënten uit van studies die daar in het verleden wel in zouden zijn opgenomen. En als het ontwikkelen van een metastase een uitkomstmaat in een studie is, zal dat eerder gehaald worden als je metastasen beter zichtbaar kunt maken. Daarvan moeten de clinici die betrokken zijn bij klinische studies zich bewust zijn. En dat geldt natuurlijk ook voor de instanties die op grond van dergelijke uitkomstmaten medicijnen toelaten tot de markt.”

Kwaliteit en standaardisering
Een daarmee enigszins samenhangend onderwerp is de kwaliteit en standaardisering van de beeldvormende technieken. “Scanners zijn apparaten met tal van knopjes waarmee je allerlei parameters kunt instellen die van invloed zijn op het uiteindelijke beeld”, legt Smits uit. “Daarbij heeft in de praktijk iedere radioloog, of in elk geval elke afdeling Radiologie, eigen ideeën en voorkeuren over hoe de scanner bij een bepaalde indicatie idealiter zou moeten worden ingesteld. En zelfs als je een patiënt in de ene scanner zou leggen en vervolgens in een ander apparaat volgens hetzelfde protocol zou scannen, treden er verschillen op. Al helemaal als het een scanner van een andere firma is of een scanner van een nieuwere generatie. Standaardisering in de radiologie is daardoor heel lastig. Dat betekent dat er altijd ruis aanwezig is als je in studieverband beelden uit verschillende centra met elkaar gaat vergelijken.”
Als voorzitter van de EORTC Imaging Group zet Smits zich daarom in om radiologen meer te betrekken bij het opstellen van onderzoeksprotocollen. “We zien nu dat radiologen vaak niet betrokken worden bij het opstellen van het onderzoeksprotocol. Soms weten de radiologen niet eens dat een patiënt die voor een scan komt in een onderzoek zit en volgens een bepaald onderzoeksprotocol gescand zou moeten worden. We pleiten er daarom voor om radiologen meer en eerder te betrekken bij het opstellen van onderzoeksprotocollen. Zij kunnen aangeven wat wel en niet haalbaar is, wat minimumeisen moeten zijn bij de beeldvorming en welke criteria en marges zinvol en/of haalbaar zijn bij het uitlezen van een respons. De onderzoekers uit de andere disciplines worden zich dan ook meer bewust van de genoemde potentiële valkuilen en kwaliteitsverschillen in de beelden van verschillende deelnemende centra.”

Radiomics
Een ontwikkeling die de radiologie in de nabije toekomst sterk zal gaan beïnvloeden is de opkomst van de radiomics en van de kunstmatige intelligentie, verwacht Smits. “Radiomics is eigenlijk niet meer of minder dan het kwantificeren van allerlei beeldinformatie. Dus parameters als afmetingen, heterogeniteit, celdichtheid, metabole parameters, die je uit het plaatje kunt halen. We kunnen deze kwantitatieve gegevens nu in grote hoeveelheden digitaal opslaan, combineren, analyseren en proberen te correleren aan klinische parameters, genetische profielen, et cetera. De kennis die dat oplevert kan bijdragen aan een betere diagnostiek en tumorkarakterisering, maar ook prognostische en/of predictieve betekenis hebben.
Kunstmatige intelligentie kan daarbij uitstekend helpen de beelden te beoordelen. Ik verwacht dat de radioloog zich in de toekomst minder zal bezighouden met het aanleveren van verslagen over beelden, maar nog meer gesprekspartner wordt van de clinici door de enorme veelheid aan geavanceerde beelddata te interpreteren. Dat vergt dat de radioloog van de toekomst zich meer specialiseert in een bepaalde aandoening om op niveau te kunnen meepraten met de clinici. Ik verwacht dat de algemene radioloog over enige tijd niet meer bestaat. Eenzelfde ontwikkeling zie je overigens binnen de pathologie. Ik verwacht dat radiologen en pathologen in hun werk steeds dichter bij elkaar komen. Integrated diagnostics heet dat met een mooi woord.”

Download de podcast via www.oncologie.nu of in de iStore (Oncologie Up-to-date) voor het gehele interview.

Dr. Marten Dooper, wetenschapsjournalist

Oncologie Up-to-date 2019 vol 10 nummer 5

Oncologie.nu is de website van Oncologie Up-to-date en Immunoncologie.nl, twee medisch wetenschappelijk nieuwsbladen. Op de site vindt u de artikelen uit deze beide bladen, berichten van de grote oncologische congressen, video-interviews, podcasts, links naar diverse richtlijnen, geaccrediteerde e-learnings en een overzicht van komende congressen en symposia.

Agenda

29 mei - 02 jun 2020 Chicago, Verenigde Staten

2020 ASCO Annual Meeting Virtual

08 jun - 22 jun 2020

ENDO Online 2020

11 jun - 14 jun 2020 Frankfurt, Duitsland

25th Congress of EHA Virtual