De behandeling van een vernauwing van de longslagader kan ernstige complicaties bij jonge hartpatiënten voorkomen. Hierbij speel een goed inzicht in hoe het bloed precies stroomt een belangrijke rol. Dit blijkt uit onderzoek van Maartje Conijn die op het visualiseren van de bloedstroom begin juni 2022 promoveerde bij het UMC Utrecht.
Een groot deel van de kinderen met een aangeboren hartafwijking krijgt vroeg of laat te maken met een vernauwing in de longslagaders. Het behandelen van de vernauwing met een stent of operatie kan ernstige complicaties voorkomen. Maar wat is het beste moment om in te grijpen en hoe kun je een operatie en hartkatheterisatie optimaal voorbereiden?
Maartje Conijn ontdekte dat inzicht in de bloedstroom hierbij een belangrijke rol speelt. Met behulp van het door haar ontwikkelde CFD-model kan worden gesimuleerd hoe het hart kan worden geholpen om met zo min mogelijk moeite, zo efficiënt mogelijk het bloed rond te pompen.
Computermodel simuleert verschillende behandelopties
Modellering en simulatie blijken voor baanbrekende zorginnovaties extreem belangrijk te zijn. Er worden voor onderzoek met AI zelfs al digitale mensen gecreëerd. Het belang van simulatie wordt ook goed duidelijk uit het vernieuwende onderzoek van Maartje Conijn waarbij de bloedsstroom kan worden gevisualiseerd. “Deze technologie is een extra hulpmiddel om een essentiële vraag te beantwoorden”, vertelt Conijn op de website van UMC Utrecht .
Het CFD-model dat ze heeft ontwikkeld kan op basis van het 3D model van het hart, het gewicht van het kind en het aantal hartslagen per minuut, berekenen hoe het bloed door de vernauwde longslagader stroomt. In het computermodel simuleren onderzoekers ook het effect van verschillende behandelopties zoals een stent of operatie. Hierbij kan digitaal worden gevarieerd met de locatie en de grootte van een stent, waardoor extra kennis ontstaat over de impact van verschillende behandelmogelijkheden.
Bloedstroom zichtbaar en meetbaar maken
Het is essentieel om een optimaal beeld te krijgen van de anatomie van het hart van patiënten met een aangeboren hartafwijking.“Die anatomie is bij iedere patiënt anders en daarom is een optimaal beeld van belang om tot een goede diagnose en tot een behandelplan op maat te komen”, vertelt Conijn. “Binnen het UMC Utrecht gebruiken we diverse technieken voor 3D beeldvorming zoals CT, MRI en 3D rotatie angiografie. Door 3D beeldvorming te combineren met onderzoek naar hoe het bloed stroomt ín die bloedvaten, verbetert de diagnostiek en de behandeling. Daarom richten we ons steeds meer op de ontwikkeling van technieken die de bloedstroom zichtbaar en meetbaar kunnen maken.”
Computional Fluid Dynamic brengt bloedstroom in beeld
De techniek die daarbij wordt gebruikt heet Computational Fluid Dynamics (CFD). Na het reconstrueren van de 3D anatomie van een bloedvat kan met die technologie, aan de hand van wiskundige- en natuurkundige formules, de bloedstroom in het vat gevisualiseerd worden. De voordelen van de simulatie van de bloedstroom en behandelopties zijn groot want artsen kunnen zo nauwkeuriger afwegen of een behandeling noodzakelijk is. En als dat zo is kunnen ze een behandeling op maat kiezen, helemaal afgestemd op de specifieke anatomie van de jonge patiënt. De behandeling kan tevens grondiger worden voorbereid dankzij de extra gegevens over de bloedstroom in de longslagader.
Maartje Conijn: “Mijn betrokkenheid bij dit onderzoek is vanaf het ontwikkelen van de workflow tot de vroege preklinische fase waarin we bloedstroom vraagstukken in een kleine groep patiënten hebben onderzocht. In de toekomst zal klinisch onderzoek met meer patiënten nodig zijn. Ik heb er vertrouwen in dat deze techniek in de toekomst van grote toegevoegde waarde gaat zijn voor patiënten met aangeboren hartafwijkingen.”
