Voor Thomas en zijn collega’s van het Spinoza Centrum in Amsterdam viel er heel wat te vieren in december 2024. En niet alleen vanwege de feestdagen, maar ook omdat de eerste 7 Tesla MRI-scanner klinisch werd gecertificeerd. Dit betekent dat zorgverzekeraars een behandeling met de krachtige scanner mogen vergoeden. Een mijlpaal voor artsen en onderzoekers die gespecialiseerd zijn in complexe neurologische ziektes, hersenaandoeningen of kanker.
Supermagneten
“MRI-scanners zijn in feite supermagneten,” legt Thomas uit. “Ze maken gebruik van zeer sterke magnetische velden. De Tesla is een eenheid die de sterkte van zo’n magneetveld uitdrukt. Hoe hoger het getal, hoe sterker het signaal.” Vooral dit laatste aspect is van belang, legt Thomas uit. “Met een sterker signaal kun je sneller scannen en scherpere scans maken in dezelfde tijd. De meeste ziekenhuizen gebruiken MRI-scanners van 1,5 of 3 Tesla. Hiermee kun je ook scherpe beelden maken, maar dit duurt lang. Voor patiënten is dit niet prettig. Met een magnetisch veld dat meer dan vier keer zo sterk is dan een gangbare scanner, biedt de 7 Tesla-MRI een ongekend hoge beeldresolutie en detailniveau. Hierdoor kunnen structuren en functies in de hersenen haarscherp in beeld worden gebracht, inclusief de eventuele afwijkingen daarin.”
Met de 7 Tesla-scanner is het onder andere mogelijk om Parkinson beter te behandelen en om de chemische samenstelling van een tumor minutieus te onderzoeken. “We kunnen zelfs witte-stof-banen in de hersenen in beeld brengen. Dit was onmogelijk met andere scantechnieken,” vertelt Thomas enthousiast.
Uitdagingen
De uitdaging is om een scan te creëren die stiller en sneller werkt, maar wel de gewenste hoge resolutie houdt. Thomas: “We weten dat het mogelijk is om de spoelen op lagere frequenties te laten werken, maar het hele proces duurt dan wel langer. Wat wij nu doen is precies het tegenovergestelde. We scannen niet langzamer, maar juist veel sneller zodat de tonen zó hoog worden dat we ze niet meer kunnen horen. Mensen horen niks boven 20 kilohertz. Kort gezegd: we maken de scanner stiller door gebruik te maken van de eigenschappen van het menselijk gehoor. Dat klinkt simpel, maar er komen veel technische ontwikkelingen bij kijken.”
Thomas vervolgt: “Wat me inspireert, is dat ons werk direct tastbare resultaten oplevert. Een voorbeeld: tijdens een onderzoek naar diepe hersenstimulatie bij parkinsonpatiënten kon de arts de elektrodes nauwkeuriger plaatsen dankzij de verbeterde 7 Tesla-beelden. Hierdoor was de behandeling minder belastend voor de patiënten. Er was zelfs een vrouw die speciaal terugkwam om ons te bedanken!”
Van een drilboor naar zacht tikken
Na vier jaar onderzoek is het Thomas en zijn collega’s gelukt om het geluidsniveau te verlagen van 120 naar 67 decibel. “Het geluid is teruggebracht van een rockconcert naar zacht tikken,” lacht Thomas. Daarnaast werken Thomas en zijn collega’s aan autonome MRI-scanners die zonder tussenkomst van medisch personeel scans uitvoeren. “Het gaat om 1,5 Tesla-scanners die gebruiksvriendelijk, snel en stil zijn,” aldus Thomas. “Dankzij slimme technieken helpt het apparaat de patiënt om zelfstandig plaats te nemen in de MRI-scanner. Het is niet meer nodig om naar het ziekenhuis te reizen voor een eenvoudige scan. Dit is prettig voor de patiënt en tegelijk ontlast je de ziekenhuizen. Er staat al een autonome scanner in een verzorgingstehuis en de eerste resultaten zijn positief.”
Beschermen
Een specifiek probleem dat de jonge onderzoeker moest oplossen was het beschermen van gevoelige apparatuur tegen de invloed van externe signalen. Thomas: “MRI-scanners maken gebruik van de faradaykooi-technologie om ruis buiten te houden. De EMC-filters die we in het begin gebruikten, bleken onvoldoende bestand tegen inductieve pieken van de nieuwe technologie waardoor ze steeds beschadigden. Ik heb jaren met mijn collega’s gezocht naar filters die de hoge druk wel aankonden, maar ze gingen steeds na een of twee scans kapot.”
Onverwachte hoek
De oplossing kwam uit onverwachte hoek. “Naast mijn werk in het ziekenhuis, heb ik ook een eigen bedrijf en daarvoor was ik naar het Medische Elektronica event van FHI gegaan. Daar liep ik Danny Langbroek van Elincom Electronics tegen het lijf en we raakten aan de praat. Ik vertelde hem over het filterprobleem en hij bood aan om mee te zoeken naar een oplossing.”
Thomas vervolgt: “Een kant-en-klaar filter met de specificaties die ik nodig had, bleek niet te bestaan. In totaal hebben Danny en ik een jaar heen en weer gepingpongd, totdat Elincom uiteindelijk een filter op maat liet maken. Eerlijk gezegd had ik het niet meer voor mogelijk gehouden, maar het is toch gelukt. Tot nu toe is er nog geen filter kapot gegaan.”
Hoewel Thomas en zijn collega’s belangrijke doelen hebben bereikt, is hun project nooit klaar. “We werken met honderden mensen aan het verbeteren van MRI-scanners. Mijn onderzoek is slechts een klein onderdeel van het geheel. Juist door samen te werken, bereiken we technische mijlpalen die een grote invloed hebben op het welzijn van de patiënt.”
Aanmelden
Tijdens het Medische Elektronica event op 30 januari in Nijmegen staan Thomas en Danny samen op het podium om over hun ervaringen te vertellen. Meld je gratis aan voor het event en de lezing via de website.
English (UK)