Hieronder vindt u een overzicht van de afgeronde projecten binnen de 2014 subsidieronde van het Innovative Medical Devices Initiative. Klik op de plusjes voor de betreffende publiekssamenvatting. Voor meer informatie neem contact op met imdi@zonmw.nl
Een consortium bestaande uit onderzoeksgroepen in het LUMC, Erasmus Medisch Centrum Rotterdam en Technische Universiteit Delft heeft gedurende vier jaar onderzoek uitgevoerd met als doel de hartkamerfunctie bij patiënten met hartfalen op non-invasieve wijze te beschrijven. In LUMC zijn Magnetic Resonance Imaging (MRI) technieken en in Erasmus Medisch Centrum ultrageluid-technieken ontwikkeld om de bloedstroming in de hartkamers te kunnen meten. Bij TU Delft zijn wiskundige computermodellen ontwikkeld die op basis van deze MRI- of ultrageluidmetingen diagnostische informatie verschaffen over de hartfunctie. Deze aanpak heeft voor artsen toegevoegde waarde naast reeds bestaande standaard diagnostische testen. De technieken zijn gedurende het project onder andere getest bij patiënten met een aangeboren hartafwijking (een zogenaamd eenkamerhart) om de hartfunctie tijdens rust en inspanning te beschrijven en deze te relateren aan maximale inspanningscapaciteit.
Patiënten met primaire hersentumoren ondergaan een combinatie van operatie, bestraling en chemotherapie. Vrijwel altijd keert de tumor terug en is overleving beperkt. Operatie en bestraling zijn beeldgeleid met hoge technische precisie, zodat de behandelbeslissing waar te behandelen cruciaal is geworden. Een kwaliteitsstandaard hiervoor ontbreekt, omdat de lokalisatie in de hersenen dit lastig maakt – sommige hersendelen zijn actiever dan andere. In dit onderzoeksproject PICTURE werden deze behandelbeslissingen voor het eerst ‘in kaart’ gebracht, door routine hersen MRIs met resultaten van operatie en bestraling van vele patiënten in 3D samen te voegen. Deze hersenkaarten beschrijven voor patiëntgroepen de tumorlokatie, operaties en bestralingen en waar de tumoren terugkeerden. Met deze techniek zijn behandelmethoden en -resultaten tussen behandelteams in detail vergeleken en werden nieuwe patronen ontdekt.
Onze populatie vergrijst en ontgroent en dat zorgt voor grote uitdagingen binnen de gezondheidszorg. Een transformatie naar een proactief systeem, zelfmanagement en ondersteuning door technologie kunnen helpen. LIFE speelt hierop in: het richt zich op het ontwikkelen en testen van een technologie ondersteund zelfmanagement programma voor ouderen, voor het ontwikkelen van een fysiek actieve levensstijl. Omdat iedereen ouder worden anders beleeft, andere behoeftes, voorkeuren en doelen heeft, staat de ontwikkeling van een intelligente coach voor gepersonaliseerde ondersteuning centraal. Zelfmanagement m.b.t. actieve levensstijl vraagt samenwerking tussen zorg, welzijnsdiensten en patiënt/cliënt. Voor blijvende implementatie ontwikkelt LIFE businessmodellen en business cases. LIFE wordt geleid door de Universiteit Twente en uitgevoerd in samenwerking met NIVEL, TNO, Universiteit Maastricht en MKB bedrijven (Roessingh Research & Development, Inertia, Gociety, Sananet).
Het aantal patiënten met dementia (o.a. ziekte van Alzheimer) neemt door de vergrijzende bevolking snel toe. Naast de enorme gevolgen voor de personen in kwestie en hun naasten, legt dit een enorme druk op het gezondheidszorgsysteem. Beter inzicht in de verschillende processen die ten grondslag liggen aan de verschillende vormen van dementie vormt de sleutel naar eerdere detectie, en het onderscheiden van de verschillende vormen van dementie.
In dit project werd onderzoek gedaan naar geavanceerde beeldvorming met de MRI scanner om
gedetailleerde informatie te verkrijgen over de anatomie en functie van het brein, en de aanwezigheid van ziekte in het brein.
Meer specifiek heeft het project zich gericht op drie onderwerpen:
- Ontwikkeling van nieuwe, kwantitatieve methodes om beelden te maken met MRI. Dit deel van het onderzoek heeft geleid tot geavanceerde technieken voor het reproduceerbare schatten van meerdere weefselparameters. Dit moet de toepasbaarheid van dit soort, zogenaamd kwantitatieve MRI-methoden voor de kliniek verhogen.
- Ontwikkeling van volledig automatische en robuuste AI technieken om beeldkenmerken van dementie, met name verwijde perivasculaire ruimten die een rol spelen in vasculaire dementie, te meten.
- (Please translate in better dutch than mine…): development of new methods for MRI that are more sensitive to changes caused by disease in the brains of patients with dementia. These can be changes in the structure of brain cells or changes in the chemical content of brain cells. Op basis van deze beeldvorming kan wellicht verbeterde (vroeg)diagnostiek van verschillende vormen van dementie worden ontwikkeld.
Als een kransslagader vernauwt, krijg je pijn op de borst. In het ergste geval kan dit een hartaanval zijn. Het vat wordt dan behandeld met een stent, die het vat weer open zet. Het is belangrijk dat zo’n stent goed past, en dat hij precies op de goede plek gezet wordt. Dit passen en meten kan het beste gebeuren door het bloedvat van binnenuit te bekijken. In het Erasmus MC is een supersnelle techniek ontwikkeld om zulke beelden te maken. Snelheid is belangrijk omdat het hart beweegt. In samenwerking met het Tilburgse Kinetron BV en is een heel klein motortje ontwikkeld, gemaakt van horlogeonderdelen, dat een spiegeltje kan ronddraaien, snel genoeg om tussen twee hartslagen door het hele bloedvat te bekijken. We hebben laten zien dat we op die manier nauwkeuriger metingen kunnen doen voor het kiezen van de maat van de stent. Daarnaast is het belangrijk dat gevaarlijke vernauwingen geheel bedekt worden door de stent. Hetzelfde team heeft een techniek uitgevonden om de plekken waar zich veel cholesterol heeft opgehoopt te kunnen vinden, zodat stents precies kunnen worden geplaatst. In dit project zijn er verschillende technische mijlpalen bereikt, die het mogelijk maken om de kransslagaderen beter in beeld te brengen.
- Met de techniek die nu gebruikt wordt voor het bepalen van de beste stentplaatsing treden fouten (van enkele mm) op in de metingen die gedaan worden voor het bepalen van de optimale afmeting van een te plaatsen stent.
- Een optische hartkatheter met een micromotor maakt plaatjes van het hart zonder bewegingsonscherpte. Hiermee kunnen metingen voor stentplaatsing tot wel 10x nauwkeuriger worden.
- Met deze katheter kunnen we ook de stromingsrichting van het bloed in beeld brengen. Dat kan belangrijk zijn voor het begrijpen van stromingspatronen en hun rol in het ontstaan van kransslagaderlijden.
- Plaques die een hoog risico geven op hartinfarcten kunnen beter worden herkend met een nieuwe techniek die licht en ultrageluid combineert.
Jaarlijks lopen 170.000 fietsers letsel op als gevolg van een enkelvoudig ongeval. In 40%-80% van deze ongevallen speelt een overige weggebruiker indirect een rol. In dit project heeft inzicht in de interactie van oudere fietsers met overige weggebruikers geleid tot een veiligheidsproduct dat fietsers ondersteund bij deze interacties. Uit onderzoek blijkt dat detectie, communicatie en reactievermogen van of bij ouderen belangrijk zijn bij interacties.
Er is een fietsverlichtingsset ontwikkeld die bestaat uit een voor- en achterlicht met geïntegreerde richtingaanwijzers, en knipperlichten in de handvatten. Er zijn verschillende vormen en kleuren verlichting getest om fietsmanoeuvres als versnellen en remmen zichtbaar te maken. De richtingaanwijzer moet aangezet worden en gaat automatisch uit. Oudere fietsers ervaren de verlichting als goed zichtbaar en veiligheid verhogend. Van de ouderen zou 63% de CRUISer fietsverlichting graag zelf gebruiken en 87% zou willen dat anderen het gebruiken.
Het ZonMw PROFITS project heeft een systeem ontwikkeld voor het vroegtijdig voorspellen en volgen van functioneel herstel in de tijd na een beroerte (CVA). PROFITS maakt gebruik van een set aan gestandaardiseerde klinische testen voor arm-handvaardigheid, loopvaardigheid en ADL zelfstandigheid), die kunnen worden aangevuld met geavanceerde neurofysiologische maten zoals vanuit hersengolven (EEG). PROFITS ontwikkelde tevens een online omgeving Gemstrackerhersendata) voor standaard gegevensinvoer, data verzameling en het real-time berekenen van voorspellingen over het te verwachten herstel voor individuele patiënten. PROFITS draagt hiermee in belangrijke mate bij aan het ontwerpen en toepassen van gepersonaliseerde revalidatietrajecten, maar ook het ontwerpen van toekomstig klinisch onderzoek naar de meerwaarde van nieuwe behandelmethoden. PROFITS presenteerde haar onderzoeksopzet en resultaten op een aantal publieke en wetenschappelijke conferenties en in wetenschappelijke tijdschriften (> 15 publicaties in voorbereiding, aangeboden of reeds gepubliceerd).
Vernauwingen in de kransslagaders kunnen de bloedtoevoer naar de hartspier verminderen, en vergroten de kans op een hartinfarct. Om te bepalen hoe deze vernauwingen te behandelen (dotterbehandeling met stentplaatsing of bypassoperatie), is informatie uit een hartkatheterisatie met drukmeting nodig (FFR). Deze katheterisatie vindt jaarlijks plaats bij tienduizenden patiënten in Nederland, is duur, en niet zonder risico.
Met behulp van de in dit project ontwikkelde geavanceerde beeldverwerkingstechnieken is het nu mogelijk de benodigde informatie te verkrijgen met een korte niet-invasieve (CT) scan. Bovendien kan deze informatie worden gebruikt om, via de in het project ontwikkelde rekenmethode, de uitkomst van invasieve metingen te simuleren (FFR_CT). Toepassing van de ontwikkelde methodes kunnen uiteindelijk leiden tot aanzienlijke besparingen in de zorg omdat onnodige hartkatheterisaties en complicaties als gevolg van onnodige of niet optimale behandeling vermeden kunnen worden.
In het UMC Utrecht is voortaan alleen een MRI-scan nodig om het bestralingsplan voor prostaatkankerpatiënten te maken. Tot nu toe werden voorafgaand aan de bestraling van deze patiënten MRI-beelden gemaakt om de tumor te lokaliseren en nauwkeurig af te tekenen. Vervolgens werd op basis van de CT-scan de bestralingsdosis bepaald.
Met de MRI-only aanpak vervalt de noodzaak een CT-scan te maken. Dit dankzij nieuw ontwikkelde MRI-beeldvormingstechnieken en deep learning gebaseerde beeldbewerkingstechnieken in een onderzoeksproject dat is uitgevoerd in het UMC Utrecht in samenwerking met Philips en met ondersteuning door het ZonMW IMDI-programma.
Doordat patiënten geen CT-scan meer hoeven te ondergaan, worden ze fysiek minder belast en het vergemakkelijkt de workflow van het ziekenhuispersoneel. Kortom: winst voor patiënten en zorgverleners. Bovendien verlaagt de nieuwe aanpak de kosten. De klinische invoering van MRI-only in het UMC Utrecht is voorbereid door een groot team artsen, fysici en laboranten met Philips als externe partner. Er is tevens gewerkt aan de ontwikkeling van MRI-only voor patiënten met hersen en hoofd-hals kanker. Er wordt nu binnen de afdeling radiotherapie van UMC Utrecht gewerkt aan klinische introductie van MRI-only voor deze patiëntgroepen.
Het project ADAPTNOW heeft algoritmes ontwikkeld om automatisch en razendsnel een protontherapie bestralingsplan aan te passen aan de patiënt anatomie van de dag én de veiligheid daarvan te controleren. Protonentherapie is een vorm van radiotherapie waarin de patiënt in
dagelijkse sessies wordt bestraald met protonen. De energie van een protonenbundel kan zo worden ingesteld dat de bundel in de tumor stopt en daar de meeste dosis afgeeft. Echter de plek waar de bundel stopt is erg gevoelig voor dagelijkse veranderingen in de patiënt. Denk hierbij
bijvoorbeeld aan variaties in de vulling van de darmen en beweging van de prostaat en lymfeklieren. In plaats van een groter gebied te bestralen om met deze variaties rekening te houden, kan met de resultaten van ADAPTNOW het bestraald gebied beperkt worden tot praktisch
alleen tumor. Hierdoor wordt gezond weefsel beter gespaard, wat naar verwachting leidt tot minder bijwerkingen.
Na een beroerte (CVA) hebben mensen vaak blijvende evenwichtsproblemen. De huidige klinische testen zijn niet gevoelig genoeg om mensen met kleine evenwichtsproblemen op te sporen. Hierdoor blijven deze problemen onbehandeld met onnodige beperkingen en vallen tot gevolg. In dit project hebben we een speciale loopband ontwikkeld die kleine evenwichtsverstoringen kan aanbrengen tijdens staan en ook de uitstapstrategie vanuit stilstand kan meten bij grotere verstoringen. Met deze loopband kan makkelijk en relatief goedkoop in revalidatiecentra en grotere fysiotherapiepraktijken het evenwicht nauwkeurig gemeten worden. Wij hebben gevonden dat mensen na een lichte beroerte nog steeds evenwichtsproblemen kunnen hebben, de dagelijkse activiteiten op een lagere intensiteit uitvoeren en ruim twee keer zo vaak vallen in vergelijking met gezonde leeftijdsgenoten.
Minimaal invasieve ingrepen, waarbij er weinig schade aangericht wordt aan het omliggende weefsel, zijn sterk in opkomst, vanwege de voordelen voor de patiënt: de belasting is veel minder dan bij normale interventies. Daardoor zijn dit type ingrepen vaak ook mogelijk bij patiënten die geen normale operatie kunnen ondergaan, en dus van belang voor een vergrijzende samenleving. Daarnaast zijn er grote sociaaleconomische voordelen: de patiënt herstelt sneller, heeft minder zorg nodig, en kan weer eerder deelnemen aan het normale leven.
Nauwkeurige minimaal invasieve ingrepen zijn voor artsen echter ingewikkeld, omdat de instrumenten lastig te sturen zijn, en omdat er geen direct zicht is op het doelgebied. Binnen dit project zijn stuurbare naalden ontwikkeld in combinatie met op echo gebaseerde beeldbegeleiding, m.b.v. ‘deep learning’ methoden. Deze ontwikkelen zijn getest op weefselsimulanten en in gebruikersstudies binnen de afdeling Radiology van het Erasmus MC.
Wij hebben ons gericht op manieren om het ziekteverloop van borstkanker vooraf en tijdens de behandeling te voorspellen. Dit zou uiteindelijk kunnen leiden tot behandelingen op maat zodat de kans op genezing verder toeneemt zonder meer bijwerkingen.
Dit doel hebben wij langs twee wegen onderzocht. Ten eerste door gebruik te maken van een MRI scanner met zeer hoge gevoeligheid ("HD MRI"); een MRI scanner gebruikt sterke magneetvelden en radiogolven om plaatjes te maken van het inwendige van een patient. Omdat de HD scanner zo hoge resolutie heeft, ontstaan echter vervormingen en andere afwijkingen in de beelden. Wij hebben deze afwijkingen met nieuwe methodiek tot een minimum teruggebracht.
Ten tweede levert de HD MRI scanner veel meer informatie op dan een gewone MRI scanner. Dat maakt het interpreteren van deze beelden lastiger. Wij hebben machine-learning methoden ontwikkeld om doctoren te helpen deze complexe beelden in verband te brengen met het ziekteverloop van patienten.