Je leest:

Hartfalen opsporen met 3D-geprinte hartkamer

Hartfalen opsporen met 3D-geprinte hartkamer

Auteur: | 5 juni 2019
TU Delft

Hartfalen vroeger en beter opsporen, door te kijken naar hoe bloed door het hart stroomt. Dat is mogelijk, dankzij een nieuw meetsysteem van een 3D-geprinte linkerhartkamer.

De nieuwe opstelling met het 3D-geprinte hart, de laser en camera’s.
TU Delft

Hoe weet je precies hoe het bloed in en om een hart stroomt? Het orgaan beweegt niet constant op dezelfde manier, onder meer omdat het voortdurend pompt. Voor artsen is het daarom lastig om te zien of een patiënt (mogelijk) hartproblemen heeft.

Doktoren kunnen via CT-scanners en MRI al wel in het lichaam kijken. “Maar die geven eigenlijk niet een gedetailleerd genoeg beeld van het hart. De resolutie van die beelden is te laag en de apparaten geven te weinig informatie over de bloedstroming”, zegt Sasa Kenjeres van de TU Delft. Terwijl die informatie van levensbelang is. Op basis van die beelden gaat een arts na of iemand ziek is, of er medicijnen nodig zijn en welke dosering het beste is.

Krachtige pomp, laser en camera’s

Uitgelicht door de redactie

In memoriam Sanne Deurloo

Geneeskunde
Een vreemde ontmoeten en levens redden op Lowlands

Biologie
Piemels en doodskisten tussen de Lowlands-optredens

Wetenschappers maakten een 3D-geprinte linkerhartkamer, waarmee ze heel precies kunnen nagaan hoe bloed door het hart stroomt. Met behulp hiervan is het mogelijk de beelden van CT-scanners en MRI-apparaten te verbeteren. “We kalibreren deze apparaten dankzij ons onderzoek. Door onze opstelling maken we een nauwkeurig computermodel van de vloeistofdynamica in het hart. Dit model wordt vervolgens toegepast op de MRI- en CT-scans, die daardoor veel gedetailleerdere informatie geven over hoe het bloed zich in het hart gedraagt. Hierdoor ziet een arts beter of een patiënt iets mankeert en spoort hij dus ook in een vroeger stadium hartfalen op. Bijvoorbeeld door te kijken naar de manier hoe het bloed stroomt”, zegt Kenjeres. Het is dus niet zo dat dit nieuwe onderzoek direct op de patiënten wordt toegepast, maar via het computermodel dat eruit voortkomt kunnen zij wel veel beter behandeld worden, zo verwachten de onderzoekers.

De wetenschappers maakten voor hun opstelling gebruik van een hartkamer, dat is gemaakt van silicium, dat onder meer ook in computerchips wordt gebruikt. Ze kozen voor dit materiaal omdat het doorzichtig is en ze zo konden zien wat binnenin gebeurt. Met behulp van een krachtige pomp wordt een vloeistof, dat vergelijkbare eigenschappen heeft als bloed, door het kunsthart gejaagd. Daarin zitten reflecterende deeltjes, die de wetenschappers met een laser laten oplichten. Zo zien ze hoe het ‘bloed’ stroomt, wat ze vastleggen met meerdere camera’s. Op deze manier brengen ze de volledige driedimensionale vloeistofstroming en -dynamica in beeld.

De 3D-geprinte linkerhartkamer. De oplichtende deeltjes laten zien hoe de vloeistof stroomt.
TU Delft

Behandeling per patiënt

Het is de eerste keer dat wetenschappers een dergelijke opstelling maakten. “We zien nu de druk in het hart, hoe het stroomt en de precieze beweging. We willen het computermodel nog verder ontwikkelen zodat je specifiek per patiënt een behandeling kan voorstellen, omdat je preciezer nagaat waar diegene aan lijdt”, aldus Kenjeres.

Bij het onderzoek werkten meerdere universiteiten samen. “Onze expertises vullen elkaar aan”, aldus Kenjeres. “De universiteit van Gent levert de pomp, we gebruiken het wiskundig gemiddelde van de harten van 450 patiënten van het Erasmus MC en een MRI-scanner van het Leids Universitair Medisch Centrum. Wij leveren vanuit de TU Delft de lasers en hogesnelheidscamera’s. Zonder de gebundelde kennis van deze verschillende vakgebieden was dit onderzoek niet mogelijk geweest. Je hebt niks aan onze lasers zonder gegevens over patiënten en MRI- en CT-scanners. En de hartkamer die we maakten was nutteloos zonder de pomp. We hebben elkaar nodig voor dit onderzoek.”

Bron

Kenjeres, S. ea, Tomographic PIV in a model of the left ventricle: 3D flow past biological and mechanical heart valves, Journal of Biomechanics Volume 90, 11 June 2019, Pages 40-49. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2019.04.024

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 05 juni 2019

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.