De klinische toepassing van virtuele therapie bij hoofd-halskanker is dankzij Merijn Eskes weer een stap dichterbij gekomen, schrijft het Antoni van Leeuwenhoek. Merijn Eskes is de tweede promovendus binnen het Virtual Therapy project. Hij verdedigt op 13 december aan de Universiteit Twente in Enschede, zijn proefschrift: 'Surface electromyography in personalised modelling of the head and neck'. Hierin beschrijft hij hoe door middel van elektromyografie van de gelaatspieren, voorspellingen van lipbewegingen kunnen worden gerealiseerd.
Patiënten met een tumor in het hoofd-halsgebied kunnen allerlei functionele problemen krijgen na operatie en/of bestraling. Het Virtual Therapy project is gericht op het ontwikkelen van een gepersonaliseerd model van het mond-keelgebied. Hiermee kunnen 'patiënt specifieke voorspellingen' worden gedaan van de gevolgen van chirurgie en/of bestraling, voordat de patiënt daadwerkelijk de operatie of bestraling ondergaat. Het project is een samenwerking tussen de Universiteit Twente (het MIRA instituut) en het Antoni van Leeuwenhoek.“Door middel van virtuele chirurgie en radiotherapie op een computermodel van de patiënt, proberen we de individuele gevolgen van de behandeling voor kauwen, slikken en spraak voor de arts en patiënt inzichtelijk te maken," licht prof. dr. A.J.M. Balm, hoofd-halschirurg in het Antoni van Leeuwenhoek toe. "Dit maakt het onder andere mogelijk om met objectieve maatstaven een gefundeerd behandelingsadvies uit te brengen over de operabiliteit van hoofd-halstumoren."
Virtueel model van alle organen
Balm stelt dat het onderzoek dat Eskes heeft gedaan, als zeer innovatief worden gekenschetst. "Hierbij heeft hij zich gericht op de activaties van de spieren bij lippen. Doel is om zo'n model uiteindelijk voor bijvoorbeeld de tong te ontwikkelingen. Maar dat is een complexer orgaan dan de lippen, omdat er meerdere spiergroepen door elkaar heen lopen. Uiteindelijk kun je een virtueel model voor alle organen maken. Dat is het toekomstbeeld, waardoor patiënten voor de behandeling al weten wat het effect en/of de gevolgen zijn."Gepersonaliseerde computermodellen kunnen de keuze voor de verschillende behandelingen bij hoofd-halskanker objectief vaststellen. Merijn Eskes, technisch geneeskundige, zegt hierover: "Eén van de belangrijke pijlers om deze modellen te personaliseren is het toevoegen van de patiënt-specifieke aansturing van de spieren om tot een functionele beweging te komen. Dit is het thema van mijn promotieonderzoek.”
Wanneer er verwacht wordt dat operatief verwijderen van tumoren in het hoofd-halsgebied te grote functionele gevolgen zal hebben, kan besloten worden om uit te wijken naar alternatieve meer orgaansparende behandelingen. Deze beslissing is echter uiterst subjectief en hangt af van de persoonlijke ervaring van het behandelteam, aldus Eskes. “Binnen dit project zijn we bezig deze keuze objectief en gemakkelijk te maken. Zo ontwikkelen we patiënt-specifieke digitale dubbelgangers, waarop we verschillende virtuele behandelingen willen uitvoeren om de patiënt-specifieke gevolgen hiervan in kaart te kunnen brengen."
Gepersonaliseerde modellen
Eén van de belangrijkere onderdelen om deze modellen te personaliseren zijn de activatie-patronen van spieren. De belangrijke functies in het hoofd-halsgebied hebben allen te maken met bewegingen en krachten, waarvan samentrekkende spieren de bron zijn.Eskes: "Oppervlakte-elektromyografie is een patiëntvriendelijke techniek waarmee de activiteit van verschillende gezichtsspieren gemeten kan worden. De gemeten spieractiviteit kan dan gebruikt worden in zogenoemde biomechanische modellen, waarmee natuurgetrouwe bewegingssimulaties van bijvoorbeeld gezichtsuitdrukkingen gemaakt kunnen worden. Met behulp van voorwaarts en achterwaarts modelleren kunnen de gevolgen, wat betreft spieren en aansturing alsook mogelijke compensatoire activatie-strategieën, in beeld worden gebracht."
Merijn Eskes heeft zich de afgelopen jaren gespecialiseerd in deze techniek en de toepassing van gemeten spiersignalen binnen biomechanische modellen van het gezicht. Op 13 december verdedigde hij zijn proefschrift aan de Universiteit Twente.
