Ton van der Steen stond bij de ingang van het Krugerpark in Zuid Afrika, klaar om op safari te gaan met zijn zoon, toen het mailtje binnenkwam. Hij was de ontvanger van de Lord Rayleigh Award 2022, uitgereikt door de grootste ingenieursvereniging ter wereld: het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). ‘Ik werd er even stil van, ik kon het bijna niet geloven. Het is de belangrijkste prijs in mijn vakgebied: het ultrageluid. Voor mij is het de ultieme erkenning van mijn wetenschappelijke werk op de grens van techniek en kliniek.’
In de ader
Van der Steen krijgt de prijs voor de technologische vernieuwingen die hij bracht voor patiënten met hart- en vaatziekten. Hij ontwikkelde verschillende methoden om vernauwingen in de kransslagaders van het hart niet van buiten, maar van binnenuit het vat in beeld te brengen. Met zijn team van de afdeling Biomedical Engineering van het Thoraxcentrum ontwierp en bouwde Van der Steen katheters die met licht- en geluidsgolven de plaque in de ader in kaart brengen. ‘Het licht zit erin om de chemische samenstelling van de plaque te bepalen en met het geluid brengen we de anatomie in kaart.’
Hoe de plaque is opgebouwd is namelijk cruciaal voor de behandeling, vertelt Van der Steen. Een plaque die bestaat uit bindweefsel kan erg ongemakkelijk zijn en pijn op de borst geven, maar is niet dodelijk. Maar zit er in de plaque een vetbolletje met een vliesjes erover? Dan is het een ander verhaal: als het vetbolletjes los schiet, kan de patiënt trombose en een hersen- of hartinfarct krijgen.
Dus voordat de interventiecardioloog aan de slag gaat met ballonnen en stents om de vernauwing op te lossen, kan die tegenwoordig een intravasculaire katheter gebruiken om te bepalen of en hoe kwetsbaar de plaque is. ‘Zo ziet de interventiecardioloog of en waar hij een stent moet plaatsen. Je wilt bijvoorbeeld niet dat de randen van de stent precies landen in een vetbolletje’, legt Van der Steen uit.
Voeten in de aarde
Het ontwerpen en maken van de intravasculaire katheter heeft technisch gezien nogal wat voeten in de aarde, vertelt Van der Steen. ‘Om het te doen is niet zo moeilijk, maar om zo te doen dat het technisch reproduceerbaar is en bij patiënten gebruikt kan worden wel. Voor onze laatste katheter – een fotoakoestiek katheter – zitten in een buisje van 0,8 millimeter doorsnede twee coax-kabels, een lichtfiber en op de tip een spiegeltje, twee echo-elementen, een voorversterker en een chip. Dat moet allemaal van buiten het lichaam door dat buisje aangestuurd worden. En het geheel moet dan ook nog 3000 keer per minuut ronddraaien, zodat de hele binnenkant van het vat bekeken wordt. Omdat voor elkaar te krijgen zijn we wel even bezig geweest, met hulp van de afdeling Experimentele Medische Instrumentatie en collega’s van de TU Delft.’
tekst loopt door onder het kader
Wie is Ton van der Steen?
Prof. dr. ir. Ton van der Steen is hoofd van de afdeling Biomedical Engineering van het Erasmus MC Thoraxcentrum. Tijdens zijn studie Natuurkunde aan de TU Delft ontdekte hij zijn fascinatie voor geluid. Die is nooit meer verdwenen. ‘Ik houd gewoon enorm van geluid. Als ik een ultrageluidspulsje op een scherm zie, voel ik in mijn buik hoe het zou klinken. Binnen een milliseconde voel ik of het een goed geluid is of niet.’
Van der Steen is mede-oprichter en oud-voorzitter van Medical Delta, een samenwerkingsverband tussen Erasmus MC, Erasmus Universiteit Rotterdam, TU Delft, Leids Universitair Medisch Centrum en Universiteit Leiden. Hij is bestuurslid van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen (KNAW), lid van de Academy of Technology and Innovation en vervulde diverse bestuursrollen in het Nederlands subsidielandschap bij NWO, STW, de Topsectoren LSH en HTSM en IMDI.
Van der Steen wordt niet alleen geroemd om zijn technische hoogstandjes. Hij slaagt er volgens zijn vakgenoten ook vaak in om zijn vondsten bij de patiënt te krijgen. Daarvoor zoekt hij samenwerking met wat hij de ‘gouden driehoek’ noemt: ingenieurs, artsen en de industrie. Een van de hoogtepunten was de eerste keer dat de door Van der Steen en zijn team ontworpen imaging-katheter gebruikt werd bij een patiënt. ‘Ik had bedongen dat de eerste tien patiënten in Rotterdam werden behandeld. Dat moment hebben we live vanuit de katherisatiekamer uitgezonden op een internationaal congres voor cardiologen waar meer dan 10.000 mensen aanwezig weren.’ Inmiddels is deze katheter commercieel verkrijgbaar.
Doorbloeding bot
Van der Steen is de eerste Nederlandse en de jongste ontvanger ooit van de Lord Rayleigh Award. Meestal gaat de prijs naar iemand die tegen het eind van zijn carrière loopt. Dat moment is voor hem nog niet in zicht, lacht Van der Steen. ‘Ik hoop niet dat dit het einde is. Er is nog zoveel waarnaar ik uitkijk in mijn vakgebied.’
Als voorbeeld noemt hij high frame rate imaging. Dit is een techniek waarbij 5000 beelden per seconde worden gemaakt.‘Op mijn afdeling doen we hiermee onderzoek naar vroegdetectie van hartfalen. Intussen wordt de techniek in het Erasmus MC ook gebruikt voor begeleiding van wakkere hersenoperaties. Recent is het iemand van de TU Delft in samenwerking met mijn afdeling gelukt om met high frame rate imaging de doorbloeding van bot te meten.’
Wat de klinische toepassing daarvan is? ‘Ik heb geen idee, maar die gaat er sowieso komen. Op het moment dat het technisch mogelijk wordt om van een orgaan anatomie, elasticiteit of doorbloeding te meten, kun je om de tafel met de clinici en dan komt de toepassing vanzelf.’
BRN Wetenschap Vandaag
Liever luisteren dan lezen? Ton van der Steen vertelde bij Wetenschap Vandaag op BNR Nieuwsradio over zijn onderzoek en Lord Rayleigh Award.
