Vandaag is glaucoom al verantwoordelijk voor 12% van alle gevallen van onomkeerbaar verlies van zicht en wereldwijd de tweede belangrijkste oorzaak van blindheid. Schattingen geven aan dat meer dan 100 miljoen mensen de diagnose van glaucoom zullen krijgen tegen het jaar 2040.

De laatste decennia kenden we een steile opgang van de levensverwachting. We leven langer en gezonder maar kunnen toch niet verhinderen dat chronische oogziektes zich op een bepaald moment beginnen te ontwikkelen. Oogziektes zoals glaucoom kunnen leiden tot verminderd zicht waardoor mensen een handicap ervaren en afhankelijk worden voor hun dagdagelijkse activiteiten. Cruciale vraag is hoe we sneller en accurater glaucoom kunnen detecteren, lang voor er invaliderende schade is. Dat is nu precies de uitdaging die VITO is aangegaan en partner in crime is dokter prof. Dr. Ingeborg Stalmans, oftalmologe en wereldexpert in glaucoom.

Wat is glaucoom precies?

Prof. Dr. Stalmans: Glaucoom is een verzamelnaam van aandoeningen van het oog die leiden tot beschadiging van de oogzenuw waarbij een beperking of uitval van het gezichtsvermogen ontstaat. De belangrijkste oorzaak is dat de afvoerkanaaltjes voor het kamervocht onvoldoende werken. Hierdoor krijg je vochtopstapeling. De druk op de oogzenuw neemt toe en oogzenuwvezels beginnen af te sterven. De meest voorkomende vorm van glaucoom – chronisch glaucoom - ontstaat heel geleidelijk. Acuut glaucoom is net het tegenovergestelde: het ontstaat zeer snel, de patiënt voelt heel duidelijk een oogdruk en zijn zicht wordt heel snel troebel. In dat laatste geval moet er onmiddellijk ingegrepen worden.

Kan iedereen glaucoom krijgen?

De kans op glaucoom neemt met de leeftijd toe. Ze ontwikkelt zich meestal na een leeftijd van 40 jaar. Er is ook een erfelijke component. Een familielid met glaucoom verhoogt de kans om zelf de ziekte op jongere leeftijd te ontwikkelen. Er zijn ook kinderen met glaucoom – er worden zelfs baby’s met glaucoom geboren - al komt dat gelukkig zelden voor.

Hoe merk je dat je glaucoom hebt?

Chronisch glaucoom op zich is pijnloos. In het begin tast het enkel het zijdelingse zicht aan. Als de ziekte evolueert, dan breidt die zone verder naar het midden uit en ziet de patiënt steeds minder en minder scherp. Maar de hersenen kunnen dit maskeren en – zeker in het beginstadium – het gebrek aan informatie uit die zijdelingse hoek compenseren met informatie die ze uit de omliggende zones en via het andere oog binnenkrijgen. Daardoor is de patiënt er zich vaak heel laat van bewust dat zijn gezichtsvermogen vermindert. Chronisch glaucoom wordt daarom ook wel de “silent thief of sight”, een stille dief van het zicht, genoemd.

Wil dat dan ook zeggen dat de diagnose vaak pas in een later stadium wordt gesteld?

Jazeker. Een persoon heeft vaak onvoldoende weet van het feit dat glaucoom zich kan ontwikkelen bij ouder worden. Vaak komt men pas op consultatie na aanhoudende problemen met zicht en wanneer de diagnose uiteindelijk wordt gesteld, is er vaak al onomkeerbare schade. Het jammerlijke aan die late diagnose is dat we glaucoom meestel kunnen stabiliseren van zodra de eerste kenmerken worden vastgesteld. Een correcte en tijdige diagnose is dan ook cruciaal om de gevolgen van glaucoom op het gezichtsveld te vermijden of zoveel mogelijk te beperken.

En hoe kan je die diagnose stellen?

Een correcte diagnose stellen is ook voor een oogarts een uitdaging. De arts meet de druk in de oogbol, evalueert de oogzenuw en test het gezichtsveld. Maar naar schatting 25-30% van de mensen met glaucoom hebben een normale oogdruk. Bovendien is het gezichtbeld vaak nog normaal bij beginnende schade aan de oogzenuw. Daarom is een goede evaluatie van de oogzenuw cruciaal om glaucoom in een vroegtijdig stadium te detecteren. Manuele evaluatie van de oogzenuw door een klinisch onderzoek of interpretatie van foto’s is echter tijdrovend en vaak niet eenvoudig en daardoor is screening naar glaucoom op grote schaal momenteel niet kost-effectief. Software toepassingen die helpen om de beschikbare informatie goed te interpreteren zouden dus een belangrijk hulpmiddel zijn om dit probleem op te lossen en zo de strijd tegen blindheid door glaucoom effectiever te voeren.

Dan komen we bij de samenwerking met VITO terecht.

We werken met het MONA-team van VITO’s Health unit om computermodellen te ontwikkelen voor automatische analyse van retinabeelden. Er loopt hiervoor niet alleen een doctoraatssamenwerking maar tal van onderzoeksinitiatieven op nationaal en internationaal vlak zijn ook opgestart.

Hoe gebeurt dat precies?

Patrick De Boever (VITO): Tijdens bezoek aan de oogarts wordt een digitale foto van de retina gemaakt. De samenwerking met UZ Leuven heeft ertoe geleid dat op een anonieme manier via het elektronisch patiëntendossier vele duizenden beelden ter beschikking zijn gesteld voor het onderzoek. We beschikten dan over een heel grote databank van retinascans van zowel ‘goede’ ogen als van ogen die al door glaucoom waren aangetast. Via artificiële intelligentie (AI) en deep learning technieken hebben we de computer geleerd om aangetaste ogen accuraat te herkennen. Dit werk werd onlangs gepubliceerd in het vaktijdschrift Acta Ophthalmologica. Op dit moment breiden we het onderzoek verder uit om de computermodellen ook te valideren op beelden van andere internationale klinieken. De ontwikkeling van een aantal van die samenwerkingsverbanden bevindt zich in een vergevorderd stadium. Het blijft een hele uitdaging om beelden van patiënten te bekomen omdat we ook rekening moeten houden met de nieuwe GDPR-wetgeving en privacyregels, maar we zijn ervan overtuigd dat we heel binnenkort met nieuwe resultaten naar buiten kunnen komen.

Welke uitdagingen zien jullie nog om het computermodel te gebruiken?

Patrick De Boever: Steeds meer wordt er gevraagd naar AI-modellen die verklaren waarom het computermodel tot die beslissing is gekomen. Dit is wat we in vaktermen “model explainability” noemen. De bedoeling is om artsen een verklaring te geven die het vertrouwen in de automatische diagnose kan verhogen. We werken hiervoor op dit moment met UZ Leuven een aantal modellen uit. De eerste resultaten, die we binnenkort willen voorleggen voor publicatie, geven aan dat ons initieel computermodel kijkt naar klinisch relevante veranderingen. Dit hebben we al uitgebreid besproken en buitenlandse experts zijn alvast enthousiast en willen verder met ons samenwerken. Daarnaast willen we niet alleen weten of een patiënt al dan niet glaucoom heeft maar willen we ook kunnen voorspellen hoe zijn ziekte zal evolueren. De klinische data die we binnenkort zullen kunnen bestuderen zullen ons toelaten om ook deze uitdaging aan te gaan.

Welke stappen moeten er nog genomen worden?

Prof. Dr. Stalmans: De samenwerking tussen VITO en UZ Leuven werpt zijn eerste vruchten af met enkele veelbelovende resultaten. Er wachten ons nog wel een aantal uitdagingen om AI-modellen in de praktijk te kunnen gebruiken. Vandaag heeft de oftalmoloog verschillende elementen nodig om een diagnose te kunnen stellen: patiëntgegevens, oogdrukmetingen, oogfoto’s, enz. We moeten dus methodes verfijnen om ook die informatie te gebruiken in de AI-modellen. Verder moeten we ernaar streven om beginnend glaucoom sneller op te sporen via screening en dus niet te wachten tot de patiënten zelf aangeven dat er een probleem is. Tot slot zou een snellere detectie van verdere achteruitgang ons ook helpen om de therapie nog fijner af te stemmen op de individuele patient en zo nog nog meer aan ‘personalised medicine’ te doen.

Hier dragen we in de samenwerking met VITO ons steentje bij en we zijn er alvast van overtuigd dat we ook de volgende jaren deze samenwerking verder kunnen uitbouwen.