Pijn, zwelling en stijfheid in de gewrichten zijn symptomen van reumatoïde artritis (RA). Het is een chronische ziekte die ontstekingen veroorzaakt, vooral in de kleine gewrichten. Vroegtijdige opsporing voorkomt blijvende gewrichtsschade, ongemak en mogelijke arbeidsongeschiktheid. RA komt op alle leeftijden voor, maar begint meestal in de leeftijdsgroep van 25 tot 45 jaar. Door een groot tekort aan reumatologen kan het maanden duren om een afspraak te krijgen. Daardoor blijven patiënten veel langer met hun klachten zitten en lopen ze het risico op blijvende gewrichtsschade. Een geautomatiseerde robot helpt een handje om dit probleem aan te pakken.
RoPCA – een spin-outbedrijf van de Universiteit van Zuid-Denemarken (SDU) en het Odense universiteitsziekenhuis (OUH) in Denemarken een eerste volledig geautomatiseerde robot voor het scannen van artritis. Dit apparaat met de naam ARTHUR voert in vijftien minuten een echografisch onderzoek uit en begeleidt de patiënt tijdens het proces met audio- en schriftelijke instructies.
RoPCA won daarmee de Kuka innovatieprijs 2022. Als leider in robotgebaseerde automatisering looft dit Duitse bedrijf jaarlijks prijzen uit om innovatie op dit gebied te versnellen. ARTHUR nam deel aan de “Robotics in Healthcare Challenge” en sleepte een eerste prijs van twintigduizend euro in de wacht.
Samen aan de slag
Het woord ARTHUR is een samenvoeging van Artritis, Echografie en Robot. Het is het resultaat van drie jaar ontwikkeling. RoPCA – wat staat voor Robotic Platform for Clinical Automation – werd opgericht in 2019, nadat het een subsidie had ontvangen van het energiebedrijf Energi Fyn. Vervolgens sloten vijf particuliere investeerders zich bij de onderneming aan.
“Het begon allemaal toen ik professor Thiusius Rajeeth Savarimuthu ontmoette, de andere medeoprichter. Hij doceert robotica aan de SDU. Onze kinderen gingen naar dezelfde school, dus we leerden elkaar kennen,” herinnert Just zich. “Ik hield me de hele dag door bezig met artritis, hij maakte robots, dus bedachten we om samen iets te doen.”
Stijgend aantal gevallen
Volgens recent onderzoek treft RA ongeveer 0,24 tot 1 procent van de bevolking, waarbij vrouwen het dubbele risico lopen. Volgens een document van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) uit 2019 zullen er in 2050 2,1 miljard mensen van 60 jaar en ouder zijn, tegenover minder dan een miljard in 2017. Het aantal personen met RA zal dus ook toenemen. ARTHUR kan nu helpen, aangezien hij de CE-certificering heeft gekregen en dus klaar is om in ziekenhuizen te worden ingezet.
“Het is de eerste robot ter wereld die dit kan”, vertelt Dr. Søren Andreas Just aan Innovation Origins. Hij is medeoprichter van RoPCA en klinisch onderzoeker aan de OUH. “De wachtlijsten zijn te lang en patiënten kampen maandenlang met pijn. Zo ontstond de gedachte om te onderzoeken of gewrichtsonderzoek en dergelijke bij RA geautomatiseerd kon worden.”
Søren Andreas Just
RoPCA’s co-founder
Hij werkt als klinisch onderzoeker in het Odense University Hospital, Denemarken.
In slechts een kwartiertje
Zittend op een stoel naast de robot leunt de gebruiker met zijn hand op het touchscreen van het apparaat. Een barcodelezer identificeert de patiënt aan de hand van de zorgverzekeringskaart. Ondertussen blijft de robot zowel via het scherm als via zijn stem informatie geven – tot en met de uitleg over hoe je de gel op je hand moet aanbrengen.
ARTHUR maakt een eerste scan – met zijn camera – om de hand en de plaats van de gewrichten te identificeren. Dan begint het ultrasone scannen. De robotarm onderzoekt één voor één elf gewrichten van elke hand. Zodra de scan klaar is, analyseert ARTHUR elk beeld op tekenen van artritis en kwantificeert de aanwezigheid ervan, stuurt vervolgens een verslag naar de arts en slaat het op in het elektronisch patiëntendossier van de patiënt.
“Algoritmen in ARTHUR controleren tijdens het proces of de scans de vereiste kwaliteit hebben. Ze kunnen herkennen of structuren op het verkregen gewrichtsechografiebeeld al dan niet voldoende worden weergegeven. In dat geval vraagt de robot de patiënt om de scan van dat gewricht opnieuw te maken”, zegt Johannes Schaeferhoff, CEO van RoPCA.
Patiënten voelden geen verschil bij het laten scannen door de robot of door medisch personeel. Het Deense bedrijf experimenteerde met een groep mensen die eerst een scan door de robot kregen en daarna dezelfde test herhaalden bij een specialist. Uit de verzamelde gegevens bleek geen significant verschil in ongemak of pijn tussen de twee tests. Vrijwel alle patiënten zeiden dat ze ARTHUR wilden hebben om de ziekte te blijven volgen. In de visie van RoPCA zou de robot specialisten ook kunnen helpen om patiënten op afstand te controleren. Dit zou met name van toepassing kunnen zijn in afgelegen gebieden.
Diagnose op basis van AI
Naast de robot heeft het Deense bedrijf ook het systeem DIANA ontwikkeld. De software is geïntegreerd in ARTHUR, maar kan ook als zelfstandig product werken. Als acroniem voor DIagnosis Aid Network for Rheumatoid Arthritis werkt het als een hulpmiddel om RA op te sporen en te controleren. Door middel van machine learning analyseert het systeem ultrasone beelden voor vroege RA-detectie en kwantificering van ziekteactiviteit. Het systeem voldoet daarvoor aan de internationale normen. Wanneer DIANA zonder de robot werkt, kan het nog steeds de scans controleren die handmatig door reumatologen zijn genomen. Zelfs zonder ARTHUR kunnen specialisten beschikken over een gebruiksklaar hulpmiddel.
Andere aandoeningen
De onderneming wil meer grootschalige proeven doen om meer bewijs te krijgen van de werking van ARTHUR. Volgens Just zou de toepassing ook gebruikt kunnen worden bij de aanpak van andere aandoeningen dan RA.
“RA is het uitgangspunt. Gezien het gebrek aan personeel dat een scan kan uitvoeren in veel specialismen, zijn er nog veel meer gebieden voor automatisering in de gezondheidszorg. Het goede is dat deze scans gestandaardiseerd zijn – zowel in de manier waarop ze worden uitgevoerd als in de interpretatie van de resultaten. Dit vergemakkelijkt de toepassing van hulpmiddelen zoals AI en machine learning om artsen en patiënten te helpen”, voegt Just eraan toe.
