Dr. Watson: Gids in Big Medical Data

Auteur
Dr. Nicky Hekster
Gepubliceerd op
23-11-2018
Categorie
Columns

 

De gezondheidszorg is in toenemende mate afhankelijk geworden van digitalisering via een scala aan medische apparaten, diagnostische en therapeutische apparatuur, sensoren, specialistische programmatuur en daarmee van de elektronische gegevens die hierbij gegenereerd worden. Daarnaast is er een enorme proliferatie van aan de ene kant patiëntendossiers, wetenschappelijke literatuur, richtlijnen en leerboeken. Aan de andere kant vormt de patiënt, voorzien van gezondheidsapps, wearables, social media en genetische data, een niet weg te cijferen bron van nuttige informatie.


“Voor ten minste dertig jaar, is het menselijkerwijs voor een arts onmogelijk om al het materiaal dat nodig is om het vak op het hoogste niveau te kunnen uitoefenen zich eigen te kunnen maken,” zei Herbert Chase, hoogleraar Klinische Geneeskunde en Biomedische Informatica aan de Universiteit van Columbia. En gelijk heeft hij, medische literatuur verdubbelt om de vijf jaar en naar schatting zal het in 2020 elk kwartaal verdubbelen!”


De uitdaging bij het leveren van kwalitatief hoge en kosteneffectieve zorg is daarom grotendeels afhankelijk van het verkrijgen van inzichten in en het onttrekken van kennis aan gigantische hoeveelheden data. Het is dan ook niet meer mogelijk om geneeskunde uit te oefenen met slechts de kennis in het hoofd van een enkele zorgprofessional. Wellicht biedt het Watson systeem van IBM een sleutel tot de oplossing van dit probleem.

Bewijsvoering
Intussen is er veel bewijs opgebouwd [10]:
  • In vergelijking met de aanbevelingen van oncologen behaalde Watson for Oncology in een studie bij Manipal Comprehensive Cancer Center in Bangalore, India, 96% concordantie voor long, 81% voor colon en 93% voor rectale kankergevallen.
  • Een andere studie bij het Bumrungrad International Hospital te Bangkok, Thailand, liet een 83% concordantie voor meerdere kankersoorten zien. De resultaten zijn op internationale conferenties zoals ASCO gerapporteerd [11].
  • Een technische haalbaarheidsstudie bij Highlands Oncology Group en in samenwerking met Novartis met Watson for Clinical Trials Matching toonde aan dat de  tijd die nodig is om patiënten te screenen voor inclusie in een studie met 78% kon worden verkort. Een enorme winst, die rechtstreeks aan de patiënt ten goede komt.

Watson

Vernoemd naar de oprichter van IBM werd het computersysteem Watson begin dit millennium ontwikkeld om de algemene Big Data uitdaging het hoofd te bieden: het zeer snel kunnen onttrekken van inzichten, kennis en wijsheid uit een gigantische berg van verschillende typen data. Maar hoe doe je dat? Hoe ontwerp en bouw je een dergelijk systeem? Wat voor software heb je eigenlijk nodig?

Een team van ongeveer dertig onderzoekers werkten aan het onderzoek. IBM maakte daarbij gebruik van haar kennis op het gebied van Natural Language Processing1. Door het interdisciplinaire karakter van het onderzoek bedacht IBM een nieuwe naam voor de technologie: Cognitive Computing.

Het resultaat is een verzameling van software en modules die, gecombineerd met enorme hoeveelheden data, kan analyseren en interpreteren. Niet alleen gestructureerde data die netjes gerangschikt en gelabeld in databases staan (slecht 20% van de beschikbare data), maar ook ongestructureerde data als video’s, e-mailbijlagen, afbeeldingen en geluid. Met een vraag of hypothese doorzoekt het systeem alle beschikbare data en toetst en berekent welke data het best passen als antwoord [1] .

Echter, het systeem was na de ontwikkeling nog niet klaar. Het diende in de praktijk getest te worden en daartoe werd de Amerikaanse tv-quiz Jeopardy! gekozen. Voordat Watson succesvol kon meedoen, moest het getraind worden. Het systeem moest leren elke vraag te analyseren om precies te bepalen wat er wordt gevraagd. Ook moest het de beschikbare inhoud ontrafelen om nauwkeurige antwoorden te produceren en snel het vertrouwen in het antwoord te berekenen op basis van ondersteunende en afwijzende informatie. Dat proces nam drie jaar in beslag. De rest is geschiedenis: Watson won glansrijk de quiz Jeopardy! in februari 2011, waarbij de allerbeste spelers ter wereld naar het tweede plan werden verwezen [2].

Gezondheidszorg

Zeven jaar later ondersteunt Watson steeds meer zorgprofessionals over de hele wereld. Een eerste toepassing is het vinden van de best passende kankerbehandelingen [3,4]. Zo wordt IBM Watson for Oncology gebruikt bij tumor board meetings, waarbij een reeks van patiëntcasussen worden besproken. Watson draagt alternatieven aan of verifieert conclusies. Een tweede voorbeeld is het ondersteunen van onderzoekers bij het ontdekken van nieuwe geneesmiddelen [5] . In de VS levert Quest Diagnostics een online service die met behulp van Watson for Genomics mutaties van kankercellen koppelt aan therapieën en de laatste wetenschappelijke inzichten. Een derde voorbeeld is Watson for Clinical Trial Matching die artsen attendeert op klinische studies, waarin patiënten wellicht geïncludeerd kunnen worden [6-8]. Daarbij wordt rekening gehouden met de wil en voorkeur van patiënt. Hiermee wordt de zorg persoonlijker.

Zorgprofessionals in meer dan 50 ziekenhuizen in 13 landen verdeeld over vijf continenten werken inmiddels met Watson. Niet dat Watson de beslissingen neemt, het is geen orakel of robot maar een zeer geavanceerd hulpmiddel. Juist de combinatie van en interactie tussen mens én machine maakt het dat de arts zich daarbij gesteund weet door een intelligente assistent. Watson is in feite een verlengstuk van het eigen rationele denken, die complexe besluitvorming aantoonbaar preciezer en meer patiëntgericht kan maken.

Watson heeft de collectieve kennis van enorm veel zorgprofessionals over de hele wereld onder andere via leerboeken en publicaties tot zich genomen. En net zoals Watson niet zomaar aan Jeopardy! konden meedoen, gold datzelfde voor de zorg. Overal waar Watson in de zorg wordt ingezet zijn er concordantiestudies [9] gestart, die uiteindelijk hebben geresulteerd of zullen moeten resulteren in peer-reviewed wetenschappelijke publicaties. Ook een systeem zal minstens aan de gouden klinische standaard moeten voldoen.

Toekomst

Vandaag, nog geen drie jaar na de oprichting van IBM’s Watson Health, hebben bijna 40.000 patiënten het voordeel genoten van een Watson-interactie in de zorg voor kanker, chronische ziekte en zelfs in hun persoonlijke welzijn [12,13]. Steeds meer zorgprofessionals maken de overstap naar Watson Health omdat zij geloven dat de Watson technologie het verschil op hun vakgebied kan maken. Dagelijks werken zij aan het klinische bewijsprogramma en helpen hun voormalige collega’s bij de inzet van Cognitive Computing. Watson Health zet daarmee in op hun missie statement: levens te verbeteren en hoop te geven door de inzet van innovatie om de meest prangende gezondheidsuitdagingen van de wereld aan te pakken met behulp van data en cognitieve inzichten.

  1. Ook wel Computerlinguïstiek. Natural Language Processing is een specialisatie op het grensvlak van Taalkunde en Informatica/Kunstmatige Intelligentie (KI) waarin de computationele modellering van taalkundige verschijnselen centraal staat. Computationele taalkunde beperkt zich niet tot een specifiek domein binnen de taalkunde (zoals bijv. syntaxis, semantiek, of sociolinguïstiek). Het vakgebied is sterk interdisciplinair: onder meer taalkundigen, informatici, KI’ers, cognitief psychologen en logici houden zich hiermee bezig.

Referenties

  1. Noordhoff A. Hello Watson. Legadex Magazine 8 (2017 [Internet]. 2017 Jan 1 [cited 2017 Oct 17];28–31. Available from: https://issuu.com/legadex/docs/leg17751_digital_magazine_jan2017_0
  2. IBM’s Watson Supercomputer Destroys Humans in Jeopardy | Engadget – YouTube [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.youtube.com/watch?v=WFR3lOm_xhE
  3. IBM-supercomputer Watson goed in plannen kankerbehandelingen | RTL Nieuws [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.rtlnieuws.nl/tech/artikel/3931096/ibm-supercomputer-watson-goed-plannen-kankerbehandelingen
  4. Watson Health: setting the record straight – Watson Health Perspectives [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.ibm.com/blogs/watson-health/setting-the-record-straight/
  5. Life Sciences Technology | Watson Health | IBM [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.ibm.com/watson-health/solutions/life-sciences-technology
  6. Empowering Heroes, Transforming Health. 2017;
  7. Mayo Clinic finds IBM Watson increases enrollment of clinical trials | MobiHealthNews [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.mobihealthnews.com/content/mayo-clinic-finds-ibm-watson-increases-enrollment-clinical-trials
  8. IBM – Announcements [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://newsroom.ibm.com/2018-03-08-Mayo-Clinics-clinical-trial-matching-project-sees-higher-enrollment-in-breast-cancer-trials-through-use-of-artificial-intelligence
  9. 1. Watson for Oncology? | Kanker Strategie [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.e-cancer.be/nl/step/watson-oncology
  10. Ross C, Swetlitz I, Hogan A, Stat /. I IBM’s Watson supercomputer recommended “unsafe and incorrect” cancer treatments, internal documents show. 2017;
  11. Meeting Library | 2017 ASCO Annual Meeting [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://meetinglibrary.asco.org/browse-meetings/2017 ASCO Annual Meeting
  12. IBM Watson Health | AI Healthcare Solutions | IBM [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://www.ibm.com/watson-health
  13. 1. International Business Machines’ (IBM) Management Presents at Morgan Stanley Healthcare Conference (Transcript) | Seeking Alpha [Internet]. [cited 2022 Jan 11]. Available from: https://seekingalpha.com/article/4105848-international-business-machines-ibm-management-presents-morgan-stanley-healthcare-conference

Dr. Nicky Hekster, IBM Watson Health

Na een periode van ruim 10 jaar als technical leader Healthcare & Life Sciences bij IBM Benelux, werkt Nicky Hekster thans voor IBM Watson Health. Hierbij concentreert hij zich op toepassingen, conceptie, ontwerp en validatie van oplossingen om uitdagingen in de gezondheidszorg te slechten. Naast eHealth en Big Data, is hij een expert op het gebied van het toepassen van IBM’s Watson technologie op gezondheid, gezondheidszorg en levenswetenschappen.