Boven – Header
Boven – Header
Boven – Header

Data-analyse extra tool bij behandeling vaatziekten

Efficiënt zijn en patiënten met vaatproblemen de juiste behandeling op het juiste moment geven. Dat is het doel van het onderzoek naar stromingsprofielen van Michel Reijnen, vaatchirurg in Rijnstate en sinds september 2018 parttime hoogleraar Endovascular Imaging & Innovation bij de vakgroep Multi-Modality Medical Imaging (M3I) van de Universiteit Twente (UT). “Stip op de horizon is operaties simuleren om te zien welke operatie of variant daarvan het beste resultaat voor de patiënt oplevert.”

De afdeling vaatchirurgie in Rijnstate heeft een eigen wetenschappelijk onderzoeksbureau met een aantal (senior) onderzoekers; momenteel lopen er zo’n 30 tot 35 studies. Het ziekenhuis werkt al langer samen met de faculteit Technische Geneeskunde van de UT in de vorm van stagiairs en promovendi. Samen met de UT onderzoekt Reijnen nu de relatie tussen de anatomie en de stromingssnelheid in het bloedvat en de stromingsprofielen: hoe stroomt het bloed door een vat en wat is het effect van de profielen op voortschrijding van de ziekte? “Er zijn meerdere facetten die bepalen of er sprake zal zijn van progressie van slagaderverkalking en die van invloed zijn op uitkomsten van behandeling. Denk aan roken, hoge bloeddruk, biochemie (cholesterolgehalte) en levensstijl. Ook de locatie waar de stent geplaatst wordt, speelt een rol, afhankelijk van de stromingsprofielen”, vertelt hij.

In de literatuur zijn stromingsprofielen bekend die plaque bevorderen of acute trombose van de slagader kunnen veroorzaken. Een vat wordt afgesloten of zodanig vernauwd dat er te weinig bloed doorheen gaat en het gebied erachter te weinig zuurstof krijgt. “De klinische gevolgen zijn afhankelijk van waar de vernauwing precies zit – hart, hersenen, been – maar basaal gezien gaat het steeds om hetzelfde mechanisme”, verklaart Reijnen. “De vraag is dan hoe je die stromingsprofielen in beeld brengt. In vitro kan dat met kunststof modellen die de stroming weergeven. Je kunt daarin variaties aanbrengen en de positieve of negatieve gevolgen ervan in kaart brengen. Dat levert al heel veel informatie op.”

Patiëntspecifiek
Toch heeft deze aanpak volgens Reijnen ook belangrijke nadelen. “Het blijven modellen en het verschil met hoe het in de mens werkt is groot. Dat zit ‘m in het materiaal dat je gebruikt en in de anatomie, die zijn niet patiëntspecifiek. Je kunt wel patiëntspecifieke modellen ontwikkelen, maar dat is erg duur.” Omdat het daar in de ogen van Reijnen wel naartoe moet (“Nu gaan we nog te veel af op het gemiddelde van patiëntgroepen”), werkt hij nu met een nieuw echoapparaat, waarmee stromingsprofielen in de mens in beeld gebracht kunnen worden. “Het geluid van dit apparaat wordt op een andere manier uitgezonden, in een andere frequentie en gecombineerd met contrastbubbels. Zo kunnen we de stromingsprofielen in de hoofdslagader (aorta) meten. Het betreft een preklinisch apparaat, dat we nu in een studie gebruiken.”

Deze echomethode is echter tijdsintensief en daarmee kostbaar; daarnaast geeft een tweedimensionaal vlak een suboptimaal beeld. “En verder is de kwaliteit ook altijd afhankelijk van de expertise van de operator. Een mooie en belangrijke stap, maar dus nog niet de eindfase”, aldus Reijnen. “Uiteindelijk wil je op basis van anatomie en fysiologische gegevens van de mens computersimulaties kunnen draaien, waarbij stromingsprofielen driedimensionaal in beeld komen, rekening houdend met de eigenschappen van het bloedvat in de mens.” Daarvoor is het nodig data uit CT-scans en onderzoek over stromingssnelheid in te voeren in de computer, om aan de hand van berekeningen stroomprofielen te kunnen aantonen. “Dan kun je vervolgens per patiënt kijken naar het risico op progressie van de ziekte en naar het te verwachten effect van de behandeling. Dat heeft gevolgen voor hoe je de patiënt behandelt en daarna vervolgt. Bovendien stelt het je in staat operaties te simuleren, om te zien welke operatie of variant daarvan het beste resultaat voor de patiënt oplevert. Dat is de stip op de horizon, maar daar moet nog veel voor gebeuren. Het zou helemaal mooi zijn om ook nog biochemische zaken als cholesterol eraan te koppelen, maar dat is nog een stap verder.”

Optimale behandeling
Op dit moment kunnen er al wel computer flow dynamics (CFD) modellen gedraaid worden, maar is de techniek nog voor verbetering vatbaar. “Ook de karaktereigenschappen van een bloedvat en het driedimensionale beeld ontbreken nog, net als een betere methode voor het simuleren van stents”, stelt Reijnen. “Vandaar ook dat de samenwerking met Universiteit Twente (UT) zo belangrijk is. Zij beschikken over veel kennis en expertise op het vlak van CFD, ook op terreinen buiten de vasculaire geneeskunde, zoals de vliegtuigindustrie.” Momenteel is hij bezig een groep op te starten die CFD verder gaat uitbouwen. Daarna zullen de modellen gevalideerd moeten worden. “Daarvoor is een vergelijking nodig met patiëntenstudies. Want bij computermodellen doe je bepaalde aannames, die moeten wel correct blijken te zijn.”

De samenwerking is voor beide partijen essentieel. “Rijnstate kan niet zonder UT en zij niet zonder ons. Wij hebben de medische kennis en de patiënten, zij kennis op CFD-gebied. Die twee zaken moet je bundelen, anders kom je geen stap verder. Als de patiëntspecifieke stromingsmodellen die je met de computer maakt tot dezelfde uitkomsten leiden als de patiëntenstudies, dan zijn deze gevalideerd en bruikbaar in de praktijk”, zegt Reijnen. “Voordeel voor de patiënt is dat hij de meest optimale behandeling krijgt, met minder kans op problemen in de toekomst. Ook hoeft hij minder lang gevolgd te worden, wat leidt tot een kostenbesparing. Als het model betrouwbaar blijkt, dan valt er heel veel winst te boeken, onder meer omdat we dan het risico op vernauwingen kunnen voorspellen. Maar daar zijn we nog lang niet.”

Fotobijschrift uitgelichte foto: “We gaan nog te veel af op het gemiddelde van patiëntgroepen”, aldus Michel Reijnen.

Figuur: In een eerdere studie met vrijwilligers werden de stromingsprofielen van echo en MRI met elkaar vergeleken. De pijlen zeggen iets over de richting, de kleur over de snelheid. De uitkomsten van beide technieken bleken vergelijkbaar, terwijl MRI langer duurt en bewerkelijker is.

Door: Wilma Schreiber

Bron: FMT Gezondheidszorg editie 1/2019

 

FMT Gezondheidszorg Nieuwsbrief

U wilt op de hoogte blijven van de technologie, wetenschap en innovatieve huisvesting in de zorg. Abonneer u daarom nu gratis op de elektronische nieuwsbrief van FMT Gezondheidszorg.
Name
Email
Secure and Spam free...