AI-model voorspelt risico op infecties bij pas geopereerde patiënten

De AI-toepassing (genaamd PERISCOPE) voorspelt het risico op infecties binnen 7 en 30 dagen na de operatie. De voorspeller is mede ontwikkeld en getest door promotieonderzoeker Siri van der Meijden. Ook onderzocht zij de stappen die nodig zijn om het model naar de praktijk te brengen. Op 6 mei promoveerde ze op haar onderzoek.

AI-voorspeller helpt chirurgen

Het idee voor de AI-voorspeller is ontstaan uit de behoefte van chirurgen om beter te kunnen voorspellen welke patiënten na een operatie een infectie krijgen en welke niet. Nu krijgt 5 tot 20% van de geopereerde patiënten te maken met zo’n infectie. In ongeveer de helft van de gevallen gaat het om wondinfecties. Daarnaast gaat het om longinfecties, urineweginfecties en in zeldzame gevallen bloedweginfecties (sepsis). De infecties houden patiënten langer in het ziekenhuis of leiden tot heropnames. Soms hebben patiënten hierdoor meerdere behandelingen nodig.

PERISCOPE moet zorgverleners helpen bepalen welke patiënten zij extra in de gaten moeten houden. Van der Meijden: “Als we weten welke patiënten meer risico lopen, kunnen we die beter in de gaten houden en eerder handelen. Daarmee kunnen we de kwaliteit van leven van patiënten verbeteren en de impact van infecties op de zorg verlagen.”

Getest in drie ziekenhuizen

Om het AI-model te voeden, gebruikten Van der Meijden en haar team bijna tien jaar aan historische patiëntgegevens uit het elektronisch patiëntendossier (EPD). Die gegevens zijn gepseudonimiseerd, wat inhoudt in dat onderzoekers de data niet kunnen herleiden naar patiënten. “Vervolgens keken we naar verschillende factoren. Bijvoorbeeld of een patiënt in het verleden een infectie heeft gehad. Of dat die een andere aandoening heeft zoals diabetes (comorbiditeit). En dan zijn er nog belangrijke factoren als: hartslag, gewicht, bloeddruk en dat soort zaken. Al deze informatie hebben we gekoppeld aan het feit of een patiënt uiteindelijk wel of geen infectie had gekregen. Daarna is de machine gaan leren”, vertelt ze.

Vervolgens is het model uitgebreid getest op meer dan historische 250.000 ingrepen in drie ziekenhuizen: het LUMC, het Radboudumc en het Ziekenhuis Oost-Limburg in Genk (België). Van der Meijden: “Tijdens het testen, vergeleken we in het LUMC vijfhonderd voorspellingen van het AI-model met die van artsen. Daaruit kwam naar voren dat PERISCOPE net zo goed presteerde als ervaren artsen, en beter presteerde wanneer deelnemers onzeker waren over hun voorspelling of als zij minder ervaren waren. Dat betekent dat deze tool van extra meerwaarde kan zijn op het moment dat artsen twijfelen en minder ervaren artsen kan ondersteunen in de besluitvorming.”

Tijdsbesparing

Specialisten, artsen (in opleiding) en verpleegkundigen van de chirurgische afdelingen, zoals de heelkunde, orthopedie en neurochirurgie, zijn de mensen die met de AI-voorspeller gaan werken. Op een computerscherm krijgen zij het infectierisico van een patiënt te zien uitgedrukt in een percentage (%) en een categorie: laag, medium of hoog. Op dit dashboard staan ook relevante patiëntgegevens uit het EPD. Zo staat alle informatie bij elkaar en hoeven zorgverleners niet meer een heel patiëntendossier door te bladeren om te beoordelen of een patiënt een infectie aan het ontwikkelen is. “PERISCOPE is daarmee niet alleen tijdbesparend, maar het helpt artsen ook beter inschatten welke patiënten in aanmerking komen voor ontslag en welke niet, en welke patiënten ze later nog eens extra moeten zien op de poli bijvoorbeeld. We zullen ook trainingen gaan geven op afdelingen om goed met de tool te leren werken”, vertelt ze.

Het AI-model vervangt de arts niet, maar zal die ondersteunen in de besluitvorming. “De klinische protocollen en het oordeel van de arts blijven leidend”, benadrukt Van der Meijden.

Hoewel het slimme hulpmiddel gebruiksklaar is, duurt het nog even voordat het in de praktijk toegepast kan worden. “Op dit moment is de grootste uitdaging om ons model te integreren in het elektronisch patiëntendossier van het LUMC. Zodra dat gelukt is, kunnen we live. Naar verwachting halverwege 2026. Momenteel zijn we druk bezig met de voorbereidingen en integraties in andere ziekenhuizen”, zegt Van der Meijden.

Intensief traject

Daarmee komt een lang en intensief voorbereidingstraject voorlopig ten einde. Vijf jaar duurde het om de AI-tool klaar te maken voor de praktijk. Daarvan ging veel tijd naar het verkrijgen van een officiële goedkeuring van PERISCOPE als medisch hulpmiddel. Zo moesten diverse stappen doorlopen worden om te voldoen aan allerlei wetten en regels op het gebied van veiligheid en kwaliteit. Momenteel wordt de tool stapsgewijs ingevoerd op de betrokken afdelingen.

Verder besteedde de onderzoeker veel tijd aan het verzamelen van patiëntdata (en het duidelijk afbakenen ervan) om gegevens goed met elkaar te kunnen vergelijken. Want wanneer is er bijvoorbeeld precies sprake van een infectie? Welke factoren horen daarbij? Daar is volgens Van der Meijden veel over gepraat, onder meer met de afdelingen orthopedie, infectieziekten, microbiologie en intensive care.

Verwachtingen op lange termijn

Ondertussen blijft ze werken aan de doorontwikkeling van PERISCOPE. Want anders dan bij andere AI-tools, blijft deze voorspeller niet automatisch zelf bijleren. Om het hulpmiddel slimmer te maken, moeten mensen nieuwe data toevoegen. Van der Meijden: “Zo zou het mooi zijn als PERISCOPE in de toekomst ook per type infectie kan voorspellen wat de kans daarop is. Daarnaast kijken we of de AI vóór in plaats van na de operatie een voorspelling kan doen. Op termijn kan de tool misschien ook andere complicaties voorspellen, zoals de kans op een bloeding, heropname of overlijden.”

De toekomst gaat uitwijzen wat de impact van het AI-model op de lange termijn gaat zijn. Ook daar blijft Van der Meijden onderzoek naar doen.