Je leest:

Helder beeld van doorbloeding hart

Helder beeld van doorbloeding hart

Auteur: | 15 januari 2007

Eigenlijk is het grootste deel van Jerome Borsbooms onderzoekstijd gaan zitten in iets dat uiteindelijk niet werkte. “En het zag er eerst zo hoopvol uit”, zegt Borsboom, die aan het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam promoveerde op nieuwe technieken voor het gebruik van ultrageluid om de doorbloeding van het hart te meten.

Ultrageluid voor medisch gebruik heeft een frequentie van meer dan een miljoen trillingen per seconden, ver boven wat mensen kunnen horen. Behalve voor de bekende echo’s van ongeboren kinderen wordt het ook gebruikt om de doorbloeding van het bloedvaten en het hart te meten. Daarvoor wordt eerst een zogeheten contrastvloeistof ingespoten, legt Borsboom uit.

“Die bestaat eigenlijk uit heel veel heel kleine gestabiliseerde luchtbelletjes, die wel een half uur goed blijven”, legt hij uit. Onder gunstige omstandigheden kan het gasbelletje in- en uitzetten op de geluidstrilling, waarbij het geluid sterk terugkaatst, zodat belletjes goed ‘zichtbaar’ zijn voor de ultrageluidsmicrofoon. Omdat belletjes alleen in het stromende bloed zitten, en niet in het omliggende weefsel, is de techniek goed bruikbaar om de doorbloeding van het hart zichtbaar te maken, bijvoorbeeld als er een vermoeden is van hartafwijkingen.

Het promotieonderzoek van Jerome Borsboom is gefinancierd binnen het Open Technologieprogramma van STW. Foto: Ivar Pel

Chirp

Alleen zou de onderscheidbaarheid van de belletjes op zulke opnamen eigenlijk nog wel beter kunnnen. Terwijl de huidige ultrageluidsapparatuur de belletjes bestoken met korte geluidspulsjes met één geluidsfrequentie, wilde Borsboom daarom gaan werken met ‘chirps’, iets langere signalen die snel in frequentie toenemen. “Die zijn bekend uit de radartechniek. Het nadeel van gewone pulsen is dat ze zo kort mogelijk moeten zijn om een scherp plaatje te krijgen”, zegt Borsboom. Hoe korter de puls, hoe fijner de details die er te zien zijn. Maar aan de andere kant bevat een korte puls ook minder energie dan een lange, waardoor de duidelijkheid waarmee het detail zich aftekent minder groot wordt. “Chirps hebben die afhankelijkheid niet”, zegt Borsboom. Met de veranderende frequentie kun je een langere geluiddsignaal gebruiken zodat de belletjes beter meetrillen, maar dan zonder dat je detail verliest, was het idee.

Het leek te werken: in een computersimulatie van een enkele contrastvloeistofbel deden chirps het uitstekend. De belletjes trilden beter, en de chirps gaven een beter plaatje. “Maar toen ging ik het in het echt proberen”, zegt Borsboom. Dat gebeurde met een ‘fantoom’, een met gelatine gevulde mal met daarin kanaaltjes vol vloeistof om bloedvaten te simuleren. “Dat ging helaas veel minder goed”, zegt Borsboom. Blijkbaar waren in de simulaties cruciale factoren niet meegenomen, concludeerde hij. “Het is nog wel gelukt om het ergens te publiceren”, zegt de onderzoeker, “maar er was wel een groot deel van mijn onderzoekstijd voorbij.”

Te elfder ure

Gelukkig vond Borsboom, voortbordurend op een ander idee dat hij in het begin van zijn onderzoek al had gehad, een andere truc. Het duurt even voordat belletjes met het ultrageluid van buiten goed mee gaan trillen, wist Borsboom, maar nadat dat geluid is uitgestorven, trillen ze ook nog even na.

Mogelijk zou die ‘ringdown’ kunnen dienen om belletjes te onderscheiden van gewoon weefsel, dat wel ultrageluid reflecteert, maar niet mee gaat trillen.

“Het was op een vrijdagmiddag, vlak voor de deadline van een grote conferentie, en ik probeerde het uit in een computersimulatie”, herinnert Borsboom zich. “Dat zag er opeens heel goed uit”. De promovendus snelde naar zijn begeleider, die aanraadde om nog even te wachten met het insturen van de vinding, omdat er misschien een octrooi inzat. En een eenmaal gepubliceerd idee kun je niet octrooieren. “Toen zijn we het meteen op fantomen gaan testen, en deze keer kwam er wel uit wat we gesimuleerd hadden”, vertelt Borsboom. De ‘ringdown’-techniek beloofde een beter contrast tussen contrastvloeistof en al het andere op te leveren, zegt Borsboom. “Ik was wel erg blij dat ik nu toch iets had dat echt werkt.”

Foto: Ivar Pel

Deadline

Inmiddels is Borsboom postdoc-onderzoeker bij dezelfde Rotterdamse ultrageluid-onderzoeksgroep, waar één van zijn taken het verder ontwikkelen van de ringdown-methode is. “Binnenkort komt hier een volledig programmeerbare ultrageluids-installatie, alleen voor onderzoeksdoeleinden”, zegt Borsboom, “daar zit ik nu vreselijk op te wachten.” ‘Pulse subtraction imaging’ is de techniek voorlopig gedoopt, maar een beetje saai klinkt dat wel, geeft Borsboom toe, “we moeten er eigenlijk nog een fancy naam voor verzinnen.”

Dat zou eigenlijk binnen een jaar moeten gebeuren, de ontwikkelingstijd die Borsboom er nog voor heeft staan. “Als dat dan allemaal nog goed werkt, eindigt onze taak”, zegt de onderzoeker, “dan zal een fabrikant van ultrageluidsapparatuur ermee verder moeten gaan.”

De artikelen in de brochure Technologisch Toptalent 2006 werden geschreven door wetenschapsjournalist Bruno van Wayenburg.

Dit artikel is een publicatie van Technologiestichting STW.
© Technologiestichting STW, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 januari 2007

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.