Met houtje-touwtjemodellen de medische trends achterna

Reading time: 7 minutes

Author:

’Wij bedenken geen gadgets om die vervolgens op te dringen aan de markt‘, stelt Hein Haas, die bij Philips Medical Systems de voorontwikkeling en het onderzoek op het gebied van röntgenapparatuur onder zijn hoede heeft. ’Het is geen technology push. Onze kracht ligt in het bedenken van technische oplossingen die volledig zijn afgestemd op de klinische trends. Er is veel interactie met researchers en medisch specialisten.‘

Haas geeft in Best leiding aan een veertigtal hoogopgeleide industriële wetenschappers, zoals hij ze zelf noemt. Zijn groep vormt de schakel tussen het zuiver theoretische onderzoek en de praktische productontwikkeling. ’We werken nauw samen met Clinical Science, een Medical-groep met een medische achtergrond. Zij vertellen ons de trends in de klinische praktijk, niet alleen nieuwe wetenschappelijke ontwikkelingen maar ook innovaties in het gebruik van apparaten. Wij dragen vervolgens de technologieopties aan die daarbij zouden kunnen passen.‘

In samenspraak met de klinische club combineren Haas en de zijnen medische praktijk en technologie tot proefproducten. ’Wij zijn niet alleen theoretisch bezig, maar hebben ook een paar slimme mensen die hun handjes kunnen gebruiken om prototypes te bouwen. Houtje-touwtjemodellen, one of a kind. Van collega‘s lenen we een bestaande machine, inclusief broncode en documentatie, die we vervolgens ’hacken‘ om toeters en bellen toe te voegen aan de bestaande architectuur. Omdat die modulair is opgebouwd, gaat dat eenvoudig, zonder alles overhoop te halen.‘ De programmatuur helemaal van de grond af opbouwen, is er niet bij. ’We zijn geen softwareclub, maar wetenschappers die iets verzinnen. Uitvinders.‘

Na het prototype uitgebreid te hebben getest op stabiliteit en veiligheid, duiken ze de praktijk in om onder begeleiding proeven te gaan doen. ’In samenwerking met ziekenhuizen testen we niet alleen of het productidee technisch werkt, maar ook of de medisch specialisten er wat aan hebben. Die denken namelijk in termen van de patiënt en maken niet de vertaalslag naar de techniek. Voor hen begint het pas te leven als ze het kunnen gebruiken in de klinische praktijk.‘

Wanneer de veldtests succesvol zijn, is het de beurt aan de productmarketing. ’Samen met de commerciële specialisten maken we een business-case. Voor het potentiële systeem gaan we na hoe groot de markt is, wat we ervoor zouden kunnen vragen en wat het kost om te maken. Als de balans uitslaat in het voordeel van het product, nemen we het in ontwikkeling.‘

Navigatiesysteem

Een van de belangrijkste trends die de collega‘s van Clinical Science hebben gesignaleerd, is dat computertomografie (CT) en magnetic resonance imaging (MRI) de rol van röntgen bij de diagnose aan het overnemen zijn. Haas: ’CT en MRI zijn minder schadelijk voor de patiënt door de minder invasieve toediening van contrastvloeistoffen. Bovendien zijn de onderzoeken goedkoper. Een laborant kan ze uitvoeren, terwijl bij röntgen specialisten nodig zijn voor het inbrengen van katheters. CT en MRI leveren mooie plaatjes zonder katheters. Daardoor groeit het diagnostische belang van deze technieken.‘

Het toepassingsgebied van röntgen verschuift meer en meer naar de operatietafel. ’Bloedvatvernauwingen kun je wel zien met CT of MRI, maar alleen behandelen onder röntgendoorlichting. Röntgen levert namelijk live beelden, terwijl technieken als CT en MRI alleen momentopnames maken. Dit zorgt ervoor dat de katheterisatiekamer hoe langer hoe meer wordt gebruikt om een ingreep uit te voeren bij patiënten die eerst onder de CT- of MRI-scanner hebben gelegen voor het stellen van de -diagnose.‘

Steeds vaker vinden diagnosebeelden hun weg ook naar het cathlab. ’Wat we eerder al zichtbaar hebben gemaakt, hoeven we niet nog een keer te visualiseren. Ons Allura-apparaat projecteert bijvoorbeeld röntgenbeelden over diagnostische CT-plaatjes heen. Vergelijk het met een autonavigatiesysteem dat de actuele gps-positie afbeeldt op statische kaarten die het van een dvd haalt. Het grote voordeel is dat specialisten tijdens de ingreep geen contrastvloeistof hoeven in te spuiten om de vaten zichtbaar te maken. Die staan al op het achterliggende CT-plaatje, gemaakt tijdens de diagnose.‘

Zo ziet Haas steeds meer apparaten met elkaar samenwerken. ’Veel radiologen maken gebruik van een werkstation om beelden online te analyseren en daarover te rapporteren. Die plaatjes komen uit een centraal archief, het PACS (Picture Archiving and Communication System, NR), waar de CT-, MRI- of röntgenscanner ze heeft ingestopt. Om dit mogelijk te maken hangen de apparaten via een netwerk aan elkaar. De communicatie verloopt via bewezen technologie als de Dicom-standaard, zodat ook systemen van verschillende fabrikanten goed met elkaar kunnen samenwerken. De uitdaging hier is dan ook niet de beveiliging of de interoperabiliteit, maar de omgang met de bandbreedte en de verbindingssnelheid.‘

Een volgende stap is om verschillende technieken te combineren in één apparaat, om zo goed mogelijk gebruik te maken van de individuele sterktes. ’Ons XMR-systeem maakt gebruik van röntgen voor de botten en van MRI voor het zachte weefsel. Met een druk op de knop kunnen specialisten tussen beide schakelen. Het zal niemand verbazen dat er een heleboel beeldverwerking bij komt kijken om al die beelden samen te voegen. Daarbij mobiliseren we kennis vanuit alle groepen binnen Philips Medical. Eerst gebruiken we beelden van elkaar en als het nuttig is, gaan we een stap verder en integreren we de technieken. Alles is er echter op gericht om medische specialisten zo goed mogelijke tools te geven. Goede beelden vergroten de kans op een goede ingreep.‘

CT-achtig

Ook de nieuwe Stentboost-technologie is erop gericht het werk van artsen te vergemakkelijken. ’Er zijn verschillende methodes om vernauwde bloedvaten te behandelen. Een van de oudere is het inbrengen van een ballonnetje dat ze tijdelijk oppompt. Bij deze techniek is er echter een grote kans op opnieuw dichtslibben. Daarom maken specialisten steeds vaker gebruik van stents, die op de plaats van de vernauwing blijven zitten om het bloedvat open te houden. De kokertjes zijn echter zo fijn van structuur dat ze amper te zien zijn op het röntgenbeeld. Artsen hebben moeite om ze op de juiste positie te manoeuvreren. Stentboost lost dat probleem op.‘

’Per seconde komen er dertig beelden binnen en op elk plaatje staat de stent weer ergens anders omdat de vaten bewegen‘, legt Haas uit. ’Met een heleboel beeldverwerking lokaliseert Stentboost de markers op de uiteinden van het kokertje om vervolgens de beelden op elkaar leggen, op te tellen als het ware, en zo alle ruis eruit te middelen. Dat doen we realtime, zodat tijdens de ingreep te zien is of de stent goed en op de juiste plek is uitgeklapt.‘

Tot nu toe gebruikten specialisten intervasculaire ultrasound (IVUS) om de positie van een stent te controleren. ’Bij die methode maken ze doorsnedes van het bloedvat door er een ultrasoundsensor doorheen te leiden. Dit kost echter een hoop geld en brengt extra risico‘s met zich mee voor de patiënt, doordat er een extra katheter het lichaam in moet. Experimenten hebben uitgewezen dat onze Stentboost-technologie zich heel goed kan meten met intervasculaire ultrasound, zodat er in het cathlab geen aparte IVUS-apparatuur meer nodig is.‘

De toepassing van röntgen voor soft tissue imaging stroomlijnt de workflow nog verder. ’Het traditionele röntgendomein is dat van harde weefsels zoals botten, omdat die sterk contrasteren met hun omgeving. Met de bestaande röntgensystemen is het niet mogelijk om de minuscule bloedingen zichtbaar te maken die zich bij een ingreep kunnen voordoen. Die zijn eigenlijk alleen met CT te visualiseren. Om na te gaan of dergelijke bloedinkjes zijn ontstaan, moeten specialisten een patiënt nu nog van de operatietafel af halen en onder een CT-scanner leggen. Binnenkort presenteren wij echter ons XperCT-röntgenapparaat, dat CT-achtige opnames kan maken en zo ook zacht weefsel in beeld kan brengen.‘

’Belangrijkste innovatie is het gebruik van een platte detector met een beeldkwaliteit die de contrastresolutie van CT benadert en geschikt is voor soft tissue imaging. Bovendien kan de detector om de patiënt heen draaien. Niet zo snel als een CT-scanner, die vier keer per seconde een rondje maakt, maar snel genoeg om net als bij CT doorsnedes van het lichaam te kunnen maken. Daarbij maken we gebruik van reconstructieve beeldverwerking uit het CT-domein, die we hebben geoptimaliseerd voor röntgen.‘

Het nieuwe apparaat maakt het mogelijk om CT-achtige plaatjes te schieten zonder de patiënt van tafel te hoeven halen en onder een aparte scanner te moeten leggen. ’Zo stroomlijnen we de workflow en vergroten we weer het succes van de ingreep‘, aldus Haas. Het is niet de bedoeling dat de machine CT-systemen gaat vervangen. Voor de diagnose blijven die de betere optie.

Hoewel de verschillende technieken steeds dichter bij elkaar komen, blijft er een belangrijk verschil tussen diagnose en behandeling. ’Wij van röntgen hebben te maken met de zware eis dat alles realtime moet. Per seconde komen er dertig beelden binnen met een resolutie van ongeveer duizend bij duizend pixels en op elk beeldelement voert Stentboost een miljoen berekeningen uit. De diagnostische fase is niet zo tijdkritisch. Daar mag een plaatje best een paar minuten op zich laten wachten.‘