Technologische ontwikkelingen spelen een belangrijke rol bij het voorkomen, eerder herkennen en beter behandelen van hart- en vaatziekten. Een nieuw initiatief vanuit 4TU.Health en DCVA gaat technologisch onderzoek snel vertalen naar de praktijk. Hoogleraren Natasja de Groot en Dirk Donker vertellen wat intensief samenwerken met technische onderzoekers oplevert: ‘Voor vernieuwende ontdekkingen heb je nieuwe technologie nodig.’
Prof. dr. Natasja de Groot is cardioloog-elektrofysioloog aan het Erasmus MC en hoogleraar aan de TU Delft. Ze bestudeert elektrische geleiding in hartspiercellen en de mechanismen die ten grondslag liggen aan hartritmestoornissen. Haar metingen, direct op het hart tijdens openhartoperaties, leveren unieke data en kennis. De Groot werkt in haar onderzoek samen met een breed team van specialisten, waaronder technisch onderzoekers van de TU Delft. Zij ontwikkelen sensoren die de elektrische geleiding rondom het hart nauwkeurig in kaart brengen. De Groot: ‘Als je heel nauwkeurig wilt meten, zijn de bestaande meetinstrumenten niet voldoende. Daarom werk ik aan nieuwe apparatuur, samen met een groep specialisten op het gebied van micro-elektronica en signaalverwerking.’
Blijven innoveren
De grote hoeveelheid data die vrijkomt, genereert nieuwe inzichten. ‘En die vragen weer om aanpassingen van het meetinstrument’, zegt De Groot. ‘Dat is ook zo mooi aan deze technisch cardiologische samenwerking: het gaat niet om een het eenmalig ontwikkelen van een apparaatje voor betere behandeling of diagnostiek. Er ontstaan steeds nieuwe inzichten waarop we verder bouwen. Op die manier komen we steeds een stapje verder en blijven we innoveren.’
De nauwe samenwerking zorgt ervoor dat beide partijen onderling sneller kunnen schakelen en kennis kunnen uitwisselen. De data worden inmiddels direct doorgestuurd naar een digitaal platform. De Groot: ‘Een sterrenkundige bouwde een signaalanalyseplatform zodat we afwijkende elektrische geleiding meteen kunnen zien. Daarmee kunnen we tijdens de metingen de chirurg bijsturen. Dat is een innovatie die je niet bereikt met het kopen van een softwarepakket.’ In 2023 start het Erasmus MC met de inzet hiervan tijdens openhartoperaties.
Een beter begrip van elektrische geleiding leidt al op korte termijn tot verbetering van de kwaliteit van de zorg, voorspelt De Groot. ‘We hebben een diagnostisch instrument gemaakt waarmee we stoornissen in kaart brengen en de ernst ervan kunnen kwantificeren. Hiermee kunnen we beter de juiste behandeling selecteren. Daarnaast zal een beter begrip van de elektrische geleiding bij verschillende hartafwijkingen op de wat langere termijn tot nieuwe therapieën leiden.’
Zet er een ingenieur bij
Wat is haar advies aan jonge cardiologen? ‘Zorg dat je je tijdens je opleiding verdiept in andere, niet-medische disciplines. Als je oplossingen en vernieuwing zoekt, kijk dan juist buiten je eigen vakgebied. Zet tien cardiologen naast elkaar en we denken allemaal hetzelfde. Zet er een bioloog of ingenieur naast en die kijkt anders naar het probleem. Dat geeft nieuwe inzichten en verrijkt ons vakgebied.’
Kloof overbruggen
Cardioloog-intensivist Dirk Donker is hoogleraar Cardiovasculaire en Respiratoire Fysiologie aan de Universiteit Twente en clinicus bij het UMC Utrecht. Hij werkt dagelijks samen met technische onderzoekers. ‘Biomedische ingenieurs zijn zeer gekwalificeerde mensen, maar staan soms ver af van de klinische praktijk. Dan vinden ze een technical solution without a clinical problem, zoals wij gekscherend wel eens zeggen. Dat zien we ook terug in de klinische praktijk: apparaten die een hoop functies bieden, maar die artsen niet gebruiken omdat ze net iets te ingewikkeld zijn, of omdat de technische mogelijkheden niet perfect aansluiten op wat er nodig is. Voor biomedische ingenieurs is het lastig om een goed idee te krijgen van wat een clinicus nodig heeft. Als klinische dokter binnen de technische universiteit kan ik de kloof met de klinische realiteit overbruggen. Samen complementeren we elkaar.’
Een IC-afdeling kan niet functioneren op een hoogstaand technologisch niveau zonder technisch geneeskundige*, aldus Donker. ‘Zij kunnen dokters leren hoe om te gaan met de techniek, handvatten bieden om de interactie tussen machines en patiënten veel beter te begrijpen en dit ook nadrukkelijk stimuleren. Wil je de zorg betaalbaar en efficiënt houden maar ook veilig, bereikbaar en toegankelijk, terwijl je tegelijk de werkvloer ontlast? Dan kun je niet om hoogontwikkelde technologie heen. Samen kunnen we heel veel klaarspelen.’
Patiënt nabootsen met de computer
Op dit moment werkt Donker met een brede groep onderzoekers aan de ontwikkeling van digital twins. Die kunnen onderdeel worden van de monitoring van therapeutische strategieën op de IC. ‘We willen beter begrijpen hoe een ECMO, de hart-longmachine voor IC-gebruik, het beste samenwerkt met het eigen hart en de longen van de patiënt om de orgaanfuncties tijdelijk te vervangen, maar tegelijk het herstel van de organen zo goed mogelijk te bevorderen. ECMO is een dure en risicovolle techniek die veel van ons vraagt, ook aan personele inzet. Veel informatie die beschikbaar komt uit de monitoring integreren we nu met onze observaties van hoe het gaat met hart en longen van de patiënt. Dat doen we op basis van onze ervaring en dat kost veel moeite en tijd. Door een computer algoritmes te laten ontwikkelen die gebaseerd zijn op menselijke (patho-)fysiologie, kunnen we situaties van de patiënt helemaal tot in detail nabootsen. De computer voorspelt vervolgens wat er gebeurt wanneer je dit of dat doet. Dat gaat ons veel moeite en tijd besparen, het werkplezier vergroten, en zorg mogelijk maken die nog meer gericht is op de individuele patiënt.’ Juist door samenwerking is het mogelijk om de technische expertise optimaal te benutten voor de patiënt, benadrukt Donker. ‘Veel technische ontwikkelingen zijn niet zozeer gericht op nog fancier, maar vooral op een betere kwaliteit van zorg. Zorg die makkelijk inzetbaar is, veiliger en werkbaarder.’