果冻传媒

In het PULS/e lab van Richard Lopata worden licht en geluid gecombineerd voor innovatieve diagnostiek en behandelingen. Zelf vergelijkt de kersverse professor, die op 20 maart zijn inaugurele rede houdt, zijn onderzoeksgroep graag met een band 鈥� hijzelf is dan de drummer en bandleider. Dit is meer dan een leuke metafoor: Lopata is behalve wetenschapper ook een selfmade drummer. 鈥淚k ben altijd op zoek naar iets wat ik nog niet weet.鈥�

Met een voorliefde voor vintage technieken en een onconventionele denkwijze heeft Richard Lopata echografie opnieuw gedefinieerd en getransformeerd tot een competitieve technologie die een oplossing belooft te bieden voor het overbelaste zorgsysteem. Deze liefde voor beeldtechniek komt ook uitgebreid aan bod.

鈥淓en echo is maar een klein plaatje, veel ruis, slecht contrast鈥�, vertelt Richard Lopata in zijn nieuwe kantoor in het uiterste hoekje van Vector. Hij draait graag muziek en hier heeft niemand er last van. 鈥淭oen ik hier studeerde, was echo een oude techniek, een beetje afgeschreven. Maar de eenvoud ervan is juist haar kracht.鈥�

鈥楽amplen鈥� uit verschillende onderzoeksgebieden

Lopata was onderdeel van de tweede lichting van de toen gloednieuwe opleiding biomedische technologie aan de 果冻传媒. Hij noemt de keus voor de bewust breed opgezette en interdisciplinaire opleiding spottend 鈥渆en zwaktebod鈥�.

鈥淚k kon niet kiezen鈥�, zegt hij. Met een scheikundeknobbel lag een scheikundeopleiding voor de hand, maar ook wiskunde, natuurkunde, elektrotechniek en humane biologie hadden zijn interesse. Hij promoveerde op een combinatie van echografie, beeldanalyse en een stuk biomechanica en deed zijn postdoctoraal onderzoek in het Maastricht Medisch Centrum. Nu 鈥榮amplet鈥� hij vrij uit al deze vakgebieden om werkbare medische toepassingen te ontwikkelen.

鈥淚k ben altijd op zoek naar iets wat ik nog niet weet鈥�, vertelt Lopata. 鈥淓n ik vind het heel belangrijk om kennis uit meerdere domeinen samen te brengen en steeds dieper te gaan. Niet met de trends meegaan. Daardoor zijn de drie onderzoekslijnen van mijn PULS/e groep heel sterk.鈥�

Niet trendgevoelig

De afkeer van trends zat er al jong in. Als kind van de jaren 鈥�90, op het hoogtepunt van de grunge en met de opkomst van de dancemuziek,  sleurde Lopata de oude platenspeler van zijn ouders naar zijn kamer en draaide Queen. Later zou hij zo ook binnen zijn PULS/e groep de underdog van de imaging technieken, de 鈥榦uderwetse鈥� echo, opnieuw uitvinden.

鈥淢et 鈥榤ulti-apertuur echografie鈥� maken we nu echo鈥檚 met niet 茅茅n, maar meerdere echokoppen tegelijkertijd. Hiermee kunnen we een groter deel van het lichaam visualiseren. In de toekomst kunnen we dit misschien zelfs automatisch doen, met een echodeken of -riem.鈥�

鈥淲e doen binnen mijn groep eigenlijk drie gerelateerde, maar totaal verschillende dingen鈥�, legt Richard Lopata. 鈥淓chografie, fotoakoestiek en beeldmodellering. En die verbinden we met elkaar om nieuwe dingen te maken.鈥�

Een grote drijfveer om toegankelijke medische beeldvorming en analyse te ontwikkelen is de enorme druk op de gezondheidszorg door vergrijzing en personeelstekorten. Preventie en vroegdiagnostiek ziet Lopata als twee van de meest veelbelovende oplossingen voor de druk op de zorg. En de echo kan in dat laatste een cruciale rol spelen.

Echografie 2.0: wearables en thuismonitoring

鈥淣aast geavanceerde echo鈥檚 zetten we ook meer en meer in op meer eenvoudige echografie. Denk aan wearables en eenvoudige scans door huisartsen of zelfs ongetraind personeel. In de toekomst zijn zelfs patches mogelijk, een soort plakkers, die mogelijk worden gemaakt door combinaties met microscopische vervaardigde en flexibele echo-apparaten.鈥�

Juist de eenvoud en lage kosten van de echo bieden een enorm potentieel op het snel, pijnloos en grootschalig screenen van mensen op bijvoorbeeld hartaandoeningen in onze vergrijsde samenleving, of de inwoners van een Afrikaans dorp op tuberculose. 鈥淢et MRI kan dat niet, dat kost duizenden euro鈥檚 en kost per scan veel tijd. Echo kost daarentegen, acht of negen tientjes per scan.鈥�

鈥淲e ontwikkelen ambulante monitoring op basis van echografie om eerder klachten te kunnen ontdekken en beter te kunnen inschatten welke pati毛nten wel en niet behandeld moeten worden鈥�, legt Lopata uit.

Door meer in te zetten op vroegdiagnostiek worden hoge kosten vermeden 茅n verbetert de pati毛ntenzorg.

鈥淢et vergrote vaten is het bijvoorbeeld erg lastig om in te schatten welke pati毛nt een onstabiel aneurysma krijgt en wie niet. Met onze vernieuwde echotechnieken kunnen we prognoses maken waardoor we niet overbehandelen en ook minder waarschuwingssignalen van het lichaam missen.鈥�

Lopata鈥檚 visie is dat de goedkope en veilige echoapparaten een plekje kunnen krijgen bij elke huisarts of dat mensen die zelfs mee naar huis kunnen nemen voor monitoring. 鈥淭ijdens het grasmaaien kunnen we hartpati毛nten monitoren.鈥�

Van scan naar behandeling

Door echografie te versterken met licht, kunnen zelfs verschillende weefseltypen onderscheiden worden. En de steeds snellere ontwikkeling van modellen maakt het in de toekomst mogelijk om persoonlijke, cardiovasculaire digital twins te maken van pati毛nten, getraind op hun eigen data.

鈥淢et een model gebaseerd op echografie kunnen we het risico op scheuren in bloedvaten voorspellen. Die analyse is kwalitatief vergelijkbaar met CT-scan, maar de scan wordt gemaakt zonder schadelijke straling en veel goedkoper. Dat maakt screenen toegankelijker en de meting is vaker te herhalen.鈥�

Het model voor monitoring van aneurysmata (een gevaarlijke verwijding aan de aorta, red.) is 鈥渮o goed als klaar鈥� en kan vertaald worden naar klinische toepassingen.

Maar dat wil niet zeggen dat Lopata nu stil zit. Een fascinerende nieuwe ontwikkeling waar hij alweer aan werkt is echografie als behandelmethode. Waar echo voorheen vooral werd ingezet om te zien wat er mis is in het lichaam, wil men het inzetten om het lichaam te repareren.

Geluidsgolven worden nu ook al ingezet voor behandelingen, maar dan vooral om weefsels kapot te maken, zoals kankercellen of nierstenen. Met Carlijn Bouten verkent Richard Lopata in ReAlign de mogelijkheid om infarcten te behandelen.

鈥淲e sturen geluidsgolven het lichaam in en mikken die zo dat de golven gelijklopen met de vezels in het hart, en het idee is dan dat we de nieuwe spiercellen in de juiste richting kunnen zetten, zodat ze hun functie beter kunnen uitvoeren.鈥�

Kennis van de klinische praktijk

Die toepassing van kennis in een klinische setting is belangrijk voor Lopata. Door echografie, fotoakoestiek en gepersonaliseerde modellering te verbeteren, wil hij deze geavanceerde technologie毛n van concept naar de praktijk brengen, om uiteindelijk pati毛ntenzorg en behandelingen te verbeteren.

Ik wil echt de klinische problemen kunnen oplossen en de fascinatie met het menselijk lichaam is er altijd geweest. Ik wil de kloof tussen innovatief onderzoek en klinische toepassing overbruggen.

Richard Lopata

Een onderzoekslijn als een muzikale compositie

Drummers vormen de hartslag van een band en zo ziet Richard Lopata zichzelf als het hart van zijn onderzoeksgroep.  鈥淢aar de promovendi zijn de solisten, de blikvangers vooraan op het podium. De echte rocksterren鈥�.

Lopata is een selfmade drummer, onder andere in de facultaire gelegenheidsband van Biomedical Engineering. 鈥淚k moet mijn eerste drumles nog krijgen.鈥� Het tekent hem als een wetenschapper en mens die zijn passies volgt en zichzelf nieuwe dingen leert vanuit zijn nieuwsgierigheid, buiten de gebaande paden.

鈥淒e aanpak van onderzoek in onze aanpak is modulair: laag voor laag bouwen we vanuit een simpele echo een technologie op die de hele keten van verbeterde beeldvorming tot beeldinterpretatie omvat鈥�, vertelt Lopata. Zijn grote voorbeeld hierbij is geen wetenschapper, maar een musicus: Brian Wilson van de Beach Boys.

鈥淚n Wilsons lab 鈥� zijn studio 鈥� werden de Beach Boys nummers aangevuld met de beste studiomuzikanten om laag voor laag, een wall-of-sound te cre毛ren. In diverse studio鈥檚 werd er aan verschillende secties van het nummer gewerkt. Pas later kwam alles samen en vormde het 茅茅n uniek geheel.鈥�

Mentorschap en de toekomst

Op 20 maart gaf Lopata zijn inaugurele rede (oratie, red.). Als hoogleraar word je geacht meer een manager te zijn van je onderzoeksteam die de grote lijnen overziet, dan zelf de handen vies te maken. Hoe kijkt hij hier tegenaan?

鈥淭jaa, kijk鈥�, zegt Lopata, 鈥渋n principe is de jeugd altijd de toekomst, want zij komen met nieuwe idee毛n en nieuwe energie, nieuwe perspectieven. Mijn rol is om ervoor te zorgen dat het talent wat erin zit, er ook uit komt bij de excellente studenten. En ook om de worstelende studenten over de eindstreep te trekken.鈥�

鈥淚k heb hier eens een afstudeerder gehad die heel veel moeite had met abstract denken en analyserend vermogen, maar die praktisch zo goed was dat daar een paper uit is gekomen dat een NWO-project van acht ton heeft opgeleverd. Zo werd zij een van mijn meest impactvolle studenten.鈥�

Naast het leiden van zijn groep en het mentorschap voor jonge onderzoekers en studenten, richt Lopata zich de komende jaren op de vertaalslag van fundamenteel onderzoek naar praktische toepassingen op het gebied van echografie, fotoakoestiek en modellering.

Zijn inaugurele rede wordt vergezeld van het symposium 鈥淪ound Solutions鈥� dat de toekomst van echografie verder verkent.

鈥淟aten we vooruitkijken. Er zit absoluut muziek in de echo van de toekomst鈥�