果冻传媒

Echografie is een bekende en veelgebruikte manier in de zorg om in ons lichaam te kunnen kijken. Om het onzichtbare zichtbaar te maken. Echo鈥檚 maken kost zestig tot tachtig euro per stuk, terwijl een CT- of MRI-scan richting de duizend euro鈥檚 gaat. Toch kleven er ook nadelen aan echo鈥檚, waardoor duurdere alternatieven toch vaak nodig zijn.

Zo ben je afhankelijk van de kwaliteit van de echografist om precies de juiste beelden te maken. De geluidsgolven botsen in het lichaam op verschillende weefsels en kaatsen dan terug. Met name spier- en vetweefsel verstrooien de golven, wat ruis oplevert en een lage beeldkwaliteit.

Op het minisymposium Sound Solutions ter ere van de oratie van Richard Lopata, kwamen verschillende onderzoekers aan het woord die de kwaliteit van de echografie willen verbeteren. Dat onderzoek vindt ook plaats op meerdere plekken aan de 果冻传媒, waaronder in het PULS/e lab.

Meer zien met twee koppen

Promovenda Vera van Hal promoveerde op 1 april, geen grapje, op de vraag of je ook met twee koppen tegelijk een echo kunt maken: zogeheten multi-aperture echografie. En dan het liefst een echo van .

Het goede antwoord is dat dat inderdaad kan, met verbluffende resultaten. Dit is de eerste keer dat dit daadwerkelijk gelukt is, zowel in het lab bij experimenten met varkensaorta鈥檚 in een opstelling die het lichaam nabootst tot aan echo鈥檚 bij vrijwillige proefpersonen in het Catharina ziekenhuis.

鈥淒aarvoor heb ik wel wat problemen moeten oplossen鈥�, zegt Van Hal met een lachje. 鈥淲ant twee keer geluidsgolven uitsturen, betekent ook twee echo鈥檚 opvangen, en twee keer ruis en signalen die elkaar kunnen verstoren. Daar kwamen eerdere promovendi nog niet helemaal uit.鈥�

Om en om zenden, tegelijk luisteren

鈥淢et multi-apertuur echografie maken we gebruik van principes uit de radartechnologie, waarbij we om en om zenden en dan met twee koppen tegelijk luisteren. Elke kop zendt 茅茅n signaal uit en vangt er twee op: de echo van het eigen signaal en die van de kop ernaast. Met twee koppen levert dat dus vier signalen op. En vervolgens combineren we alle vier de signalen die weer binnenkomen  met behulp van slimme software.鈥�

Zo hebben we eindelijk een flinke puzzel kunnen oplossen waar onderzoekers al een tijdje mee bezig waren. Dat is echt enorm gaaf.

Vera van Hal, onderzoeker

Het lukte Van Hal om deze vier signalen in de tijd en locatie aan elkaar te koppelen en te combineren tot 茅茅n echobeeld op het scherm, ondanks belangrijke uitdagingen zoals verstoringen en verschuivingen van echobeelden die kunnen ontstaan door grote verschillen in de geluidssnelheid van verschillende weefsels.

Daarmee loste ze dit probleem voor het eerst op. 鈥淶o hebben we eindelijk een flinke puzzel kunnen oplossen waar onderzoekers al een tijdje mee bezig waren. Dat is echt enorm gaaf.鈥�

Kleinere blinde vlek

Met de vier signalen wordt het beeld scherper en zijn details beter te zien. Toch zit het voordeel hem ook in een ander aspect. Bepaalde structuren die eerst niet zichtbaar waren op een echobeeld, kunnen nu wel zichtbaar worden gemaakt door vanuit een andere richting te kijken.

鈥淒at heeft alles te maken met het feit dat we alleen de echo鈥檚 kunnen opvangen die terug weerkaatst worden naar de echokop鈥�, legt Van Hal uit. 鈥淢aar als we de beelden combineren, dan zien we 茅n minder ruis en kunnen we de 鈥榞aatjes鈥� in het beeld van de ene kop vullen met beeld van de andere kop. Zo zien we meer informatie in het volledige echobeeld.鈥�

Aneurysma in de gaten houden

Echografie wordt gebruikt om zwangerschappen te monitoren, maar ook voor hart en vaatziektes. Het laat namelijk mooi real-time zien wat er gebeurt in het lichaam. Daarnaast is het pijnloos en minder tijdrovend voor pati毛nt en ziekenhuis om bij een controle een echo te maken.

Van Hal: 鈥淓en aneurysma van de aorta is een gevaarlijke verwijding van de vaatwand van de grootste slagader in ons lichaam. Zo鈥檔 aneurysma wordt vaak bij toeval ontdekt en dan goed in de gaten gehouden. Want wanneer deze scheurt, is de inwendige bloeding zo hevig dat het levensgevaarlijk is.鈥�

Het vermoeden bestaat dat ook grote aneurysma鈥檚 veilig kunnen zijn, en dat kleinere soms toch scheuren. Waarom dat zo is, weten we niet precies. En of we die oorzaak dan kunnen meten, is de tweede vraag.

Vera van Hal, onderzoeker

鈥淒e huidige medische handboeken gaan ervan uit dat de kans op scheuren groter wordt bij een diameter van 55 mm bij mannen en 50 mm bij vrouwen. Die statistieken zijn gebaseerd op het volgen van grote aantallen pati毛nten en geven een redelijke indicatie van het risico. Dus wordt die verwijding in de aorta regelmatig opgemeten, en geopereerd wanneer de diameter de grens overschrijdt.鈥�

Dat is voor de pati毛nt een forse ingreep, maar is die wel altijd nodig? En komt de zorg op tijd? 鈥淒aar worden tegenwoordig steeds meer vraagtekens bij gezet鈥�, licht Van Hal toe. 鈥淗et vermoeden bestaat dat ook grote aneurysma鈥檚 veilig kunnen zijn, en dat kleinere soms toch scheuren. Waarom dat zo is, weten we niet precies. En of we die oorzaak dan kunnen meten, is de tweede vraag.鈥�

Monitoren van鈥� wat?

鈥淢et onze dubbelkoppige echo wordt het gezichtsveld, contrast en de resolutie zoveel beter dat we de gehele omtrek van het aneurysma, maar ook de omliggende weefsels goed kunnen zien.鈥�

鈥淗et tweede voordeel is, en dat is wellicht nog belangrijker, dat we met de extra informatie en betere beeldkwaliteit ook nauwkeuriger de beweging en de rek van de vaatwand kunnen bepalen.  En we kunnen dat niet alleen goed meten, we kunnen het ook met kleuren over de bewegende beelden heen laten zien. Wanneer je dan de beelden van 茅茅n kop vergelijkt met die van een dubbele kop, dan zie je direct dat met die laatste de beelden veel nauwkeuriger zijn en minder ruis bevatten.鈥�

鈥淒e ruis is in de afbeelding zichtbaar als grote kleurvariaties - van sterk donkerblauw naar knalgeel, de uitersten van de kleurmap. Met behulp van twee echokoppen kunnen we deze ruis significant verminderen en de lokale verschillen in de rek in het materiaal goed analyseren. Daarmee kunnen we iets zeggen over het verschil in materiaaleigenschappen in het aneurysma.鈥�

Hoge spanning

Rek duidt op krachten in elk materiaal, en dus ook op spanningen. Wanneer die te hoog zijn, dan gaat dat materiaal kapot. Dat geldt dus ook voor een vaatwand.

鈥淢et onze nieuwe echografie technieken kunnen we deze rek niet alleen nauwkeurig bepalen in de vaatwand, maar ook in het materiaal dat binnenin tegen de vaatwand geplakt zit 鈥� dat heet de trombus. Aangezien we niet goed weten wat de invloed hiervan is op de kans op het scheuren van de verwijding, kan dit veel belangrijke informatie gaan opleveren.鈥�

鈥淲e zijn nu heel dicht bij modellen die op basis van dit soort beelden kunnen voorspellen wanneer het aneurysma gevaarlijk wordt. Dan kan de arts op basis van de pati毛ntsituatie, in plaats van de statistiek, bepalen wanneer een operatie noodzakelijk is.鈥�

鈥淒at bespaart de zorg geld en mensen een onnodige operatie. Het kan ook zijn dat mensen bij wie het nodig is juist eerder worden geholpen. Zo levert ons onderzoek in de toekomst hopelijk echt een verbetering op voor iedereen: pati毛nt, arts en de samenleving.鈥�

鈥淗et is bijna alsof ik nu op een hoogtepunt stop met dit onderzoek鈥�, zegt Van Hal lachend. 鈥淥ok al kijk ik er ook naar uit om me weer in een nieuw onderzoek te storten.鈥�

De promotieonderzoeken van Vera van Hal en Judith Fonken zijn onderdeel van het NWO Vidi-onderzoek van Richard Lopata.