Image default
Bedrijven Biologie Geneeskunde Gezondheid Samenleving Techno telex

DIASTOLE bereidt hartchirurgie voor door computersimulaties in 4D

Een hartklep precies op maat maken is zeer moeilijk. Het hart is immers permanent in beweging en daardoor moeilijk in beeld te brengen. Tijdens hartoperaties is het daarom niet simpel om in te schatten hoe het orgaan zal reageren op een nieuwe hartklep. Onderzoekers van de VUB en het UZ Brussel zoeken samen in het imec.icon-project DIASTOLE hoe ze het hart tijdens zijn volledige functionele cyclus gedetailleerd in beeld kunnen brengen.
Ze willen dat met zogenaamde 4D-beeldvorming doen, waarbij de veranderende vorm van het hart in functie van de tijd precies in beeld kan worden gebracht, een techniek die belangrijker wordt omdat steeds meer operaties via de lies of via een kleine snede (sleutelgattechniek) worden uitgevoerd en waarbij het hart slechts beperkt of niet meer rechtstreeks zichtbaar is tijdens de ingreep. Om 4D-scanners op een veilige manier te kunnen inzetten in de hartchirurgie, moeten de verschillende fasen van de beeldvorming worden herzien. De tijd-dimensie moet in elke stap worden toegevoegd.
In het imec.icon project DIASTOLE werkten zeven partners aan die verschillende stappen. Onderzoekers van de afdeling radiologie van VUB-UZ Brussel ontwikkelden een model om de stralingsdosis van 4D-scans op de huid te berekenen, en pasten het meteen toe om een veilig protocol op te stellen. “Voor een bruikbare 4D-scan moet de kwaliteit enerzijds voldoende zijn, anderzijds wil je voorkomen dat de stralingsdosis op bepaalde plaatsen van het lichaam te hoog is”, zegt Prof Nico Buls. “Anders dan bij klassieke CT-scans, wordt bij een 4D-scan dezelfde regio van het lichaam herhaaldelijk bestraald waardoor we specifiek de dosis aan de huid dienen op te volgen.”
“Computers kunnen op een 3D-scan het hart herkennen en als het ware lossnijden van de rest van het lichaam”, zegt Prof. Jef Vandemeulebroucke van ETRO, een imec-onderzoeksgroep aan de VUB, die de beeldregistratie en segmentatie onderzocht. “Zo krijg je een helder 3D-model van het hart. In 4D moet je dit in principe herhalen voor ieder 3D-frame in de tijd. Onze aanpak bestond erin om de beweging tussen de verschillende beelden te schatten, deze beweging te compenseren en de verschillende beelden als het ware over elkaar te leggen. Via zo’n multi-atlas techniek zijn we erin geslaagd om kwalitatief hoogstaande modellen te maken, waar onze partners in het consortium verder mee konden.”
Het Centrum voor Hart- en Vaatziekten van het UZ Brussel bekeek de complementariteit met 4D-echografie. GE Healthcare breidde haar software voor stralingsdosis registratie uit naar 4D scans, Materialise deed hetzelfde voor software rond beeldverwerking; Vision Lab, een imec onderzoeksgroep van de UAntwerpen, nam 4D mee in haar statistische cardiovasculaire modellen en FEops ten slotte slaagde er in om 4D-simulaties te maken van een kloppend hart waarin virtueel een cardiovasculair apparaat kan worden geplaatst. De arts kan met de toepassing 4D-beelden van een patiënt uploaden op een website en die door FEops laten analyseren. Achteraf ontvangt hij een simulatie van het type implantaat dat op basis van de scan het best zou zijn.
“Op basis van de gecombineerde resultaten hoop ik dat we een stap dichterbij het reële gebruik van 4D in hartchirurgie zijn gekomen. We weten nu dat het veilig is, we kunnen de beelden verwerken én we kunnen simulaties maken. De weg ligt open,” besluit Vandemeulebroucke.
Met de 4D scan zijn ook niet-patiënt-specifieke toepassingen mogelijk. Mits voldoende data kan men ook een representatief model creëren waarmee implantaten in verschillende maten ontwikkeld kunnen worden.

Pourquoi trop peu de Bruxellois demandent une aide énergétique

Christian Du Brulle

VUB-onderzoekster wint McKinsey prijs met implementatietraject vroegtijdige zorgplanning

frans

LaRa: feu vert pour la planète rouge

Christian Du Brulle