De nieuwe techniek
In het BrainEcho Lab ontwikkelen onderzoekers echografie-technieken om de hersenen zo goed mogelijk in beeld te brengen. Zo kunnen wetenschappers en artsen de hersenen beter begrijpen en behandelingen nauwkeuriger uitvoeren. Midden in de ruimte staat het echoapparaat waarmee het tot nu toe onmogelijke mogelijk werd. Op wieltjes, want ze rijden er regelmatig mee naar de operatiekamer om het te testen en verder te verfijnen.
‘Bij de reguliere echografie gebruiken we 50 beelden per seconde om een beeld te krijgen. Dit echoapparaat maakt gebruik van maar liefst 10.000 beelden per seconde’, legt Kruizinga uit. Dit maakt het mogelijk om realtime en heel precies te zien waar meer bloed door het hersenweefsel stroomt. En hoe actiever hersencellen zijn, tijdens het uitvoeren van taken, hoe meer bloed ze nodig hebben. Voor neurowetenschappers en neurochirurgen is die bloedstroom dus belangrijke informatie. ‘De chirurg kan deze informatie met de ultrasnelle echografie direct tijdens de operatie zien. Dit kan helpen om tumoren nauwkeuriger te verwijderen, zonder onnodige schade aan gezond en actief hersenweefsel.’
‘De mogelijkheid om deze beelden te zien was er eerder gewoonweg niet’
Toch wordt het geavanceerde echoapparaat nu alleen nog gebruikt om chirurgen aan het denken te zetten over de aanpak van een operatie. Ze mogen er niet mee opereren, zegt Kruizinga. Daarvoor is het nog niet goed genoeg getest. ‘We willen zeker weten of het beeld dat we via het apparaat zien exact de werkelijkheid is. Je wilt er tijdens een operatie niet zomaar een paar millimeter naast zitten. Toch is het nu al een verrijking. De mogelijkheid om deze beelden te zien was er eerder gewoonweg niet.’
Het staaltje innovatief denken
Die verrijking geldt niet alleen voor de chirurgen vóór en tijdens een operatie, maar ook erna, ontdekte het team van het BrainEcho Lab. Enige voorwaarde is dat de hersenen van de patiënt na de ingreep worden afgedekt met een op maat gemaakte afsluiting van PEEK, oftewel polyetheretherketon. Deze kunststof wordt nu alleen gebruikt als tweede keuze, als afdekken met de eigen schedel problemen geeft.
Want het echoapparaat werkt namelijk heel goed op PEEK. Het kan veel makkelijker door de kunststof heen kijken, dan door de vele lagen van een schedel. En dat biedt weer nieuwe mogelijkheden voor onderzoekers en patiënten. ‘Het gouden ei’ noemt Soloukey deze ontdekking. ‘We dachten al dat het zo in theorie zou moeten werken, maar na een test wisten we het zeker. Dat was onze doorbraak. Daarna begon een periode van twee jaar waarin we verder getest en gemeten hebben of we hiermee ook live in de hersenen konden kijken terwijl een patiënt aan het lopen was.’
De wandelende test
Dat laatste deed Soloukey met de 34-jarige Jaivy van den Ende. Zijn schedel is na een ongeluk voor een groot deel vervangen door PEEK. Gedurende twee jaar werd zijn hersenactiviteit gemeten tijdens zit- en wandeltests, waarbij hij opdrachten uitvoerde, zoals het tuiten van zijn lippen. Om het echoapparaat tijdens de wandelende test op zijn plaats te houden, werd er een op maat gemaakte helm ontworpen en geprint, met een stevige houder voor de echokop. Zo zag dat eruit:
‘Onze tests laten zien dat de supersnelle echografie geschikt is voor het monitoren van hersenactiviteit in echte situaties, zoals lopen. Dat is een belangrijke stap voor klinisch en neurowetenschappelijk onderzoek’, vertelt Soloukey. Want met de huidige functionele MRI-scan (fMRI) kunnen de hersenen alleen bekeken worden terwijl de patiënt stil in de scanner ligt. Fysieke opdrachten zijn daarbij niet mogelijk. De nieuwe echotechniek maakt onderzoek met beweging en buiten het ziekenhuis mogelijk.
‘We weten nog heel veel niet van brein dat beschadigd is na een operatie. Door met deze techniek in kaart te brengen wat de schade is, kunnen we meer te weten komen over de effecten van neurorevalidatie bijvoorbeeld. We zouden zelfs kunnen zien wat het brein doet tijdens de revalidatie. Dit is nu nog toekomstmuziek, maar we denken dat het mogelijk is en blijven de techniek verder ontwikkelen.’
Het voordeel voor de patiënt
Wat Kruizinga en Soloukey betreft worden vanaf nu dus alle geopereerde hersenen afgesloten met PEEK. ‘De meest gestelde vraag van een patiënt bij wie een hersentumor is verwijderd is ‘wanneer komt die tumor weer terug?’ Nu doen we om de zoveel maanden een MRI-scan om de eventuele terugkeer van de tumor te monitoren. De uitslag daarvan duurt vaak even en in die tijd zit de patiënt in spanning’, beschrijft Soloukey.
De beeldkwaliteit van de MRI is soms niet duidelijk genoeg, waardoor het lastig is te zeggen of er tumorgroei is of dat het weefsel veranderd is door chemo- of radiotherapie. Hierdoor weet de patiënt vaak nog weinig en moet hij of zij weer een aantal maanden in spanning afwachten. Het BrainEcho Lab wil onderzoeken of het nieuwe echoapparaat ook ingezet kan worden in de spreekkamer om tijdens de controles direct te kunnen kijken wat er in de hersenen gebeurt. ‘Het is minder duur en laagdrempeliger dan een MRI-scan en scheelt de patiënt heel wat extra spanning’, besluit Soloukey.
Afbeelding: CT-beelden van de PEEK-plastiek van Jaivy (l) en de op maat gemaakte helm voor stabilisatie van de ultrasound-probe (r)
Technisch umc
De zorgvraag stijgt, terwijl de arbeidsmarkt steeds krapper wordt. Daarom is het nodig om steeds meer te innoveren in de zorg. Als technisch universitair medisch centrum ontwikkelt en implementeert het Erasmus MC samen met universiteiten en bedrijven innovatieve technologieën. Zoals beschreven in Koers28, de strategie van het Erasmus MC.
