Een combinatie van geavanceerde MRI-technologie en door NASA geïnspireerde innovaties biedt nieuwe perspectieven op het vroegtijdig opsporen van hartproblemen. Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Arlington (UTA) ontwikkelen in samenwerking met internationale partners vernieuwende methoden om de diagnostische waarde van MRI bij inspanningstests aanzienlijk te vergroten. Hun werk markeert een belangrijke stap richting een veiliger, nauwkeuriger en patiëntvriendelijker cardiologisch onderzoek.
De innovatie vindt zijn oorsprong in een intrigerend beeld van astronauten in de ruimte, gekleed in speciale broeken die zwaartekracht simuleren. Deze zogeheten onderdrukbroeken, oorspronkelijk ontwikkeld voor de ruimtevaart, bleken ook waardevol in de medische context. Dr. Michael Nelson, hoofdonderzoeker bij UTA, stelde zich de vraag: “Wat als we dit principe kunnen toepassen tijdens hart-MRI’s?”
Broek oefent negatieve druk uit
Het idee leidde tot de ontwikkeling van een zogenaamde 'lower body negative pressure suit', een broek die negatieve druk uitoefent op het onderlichaam van de patiënt. Hierdoor wordt de bloedstroom gesimuleerd zoals die normaal onder invloed van zwaartekracht optreedt tijdens staan of bewegen. Tijdens standaard MRI-stresstests liggen patiënten plat, wat de terugstroom van bloed naar het hart onnatuurlijk vergroot. Dit leidt tot overschatting van de hartfunctie, vooral bij mensen met een onderliggende hartaandoening. Door de simulatie van een staande positie worden afwijkingen in hartfunctie realistischer zichtbaar.
De technologie wordt momenteel toegepast binnen het Clinical Imaging Research Center van UTA, dat beschikt over een geavanceerde 3-Tesla MRI-scanner met een extra brede opening, geschikt voor functionele inspanningstoepassingen. Volgens Nelson zou de inzet van deze negatieve druk broeken de nieuwe standaard moeten worden bij inspannings-MRI’s: “Ze zorgen voor een realistischer beeld van de hartfunctie, en vergroten zo de diagnostische waarde aanzienlijk.”
Vorig jaar werd in Nederland onderzoek gedaan naar het effect van een plotselinge schommeling in de doorbloeding van de hersenen te kunnen meten. Daarvoor bedacht LUMC radiologie-onderzoeker Thijs van Osch de MRI-box, ofwel de ‘lower body negative pressure box’. Hiermee kunnen de effecten van een bloeddrukverlaging op de hersenen worden nagebootst.
Zuurstofgehalte meten via MRI
Een tweede innovatie betreft het meten van het zuurstofgehalte in het bloed via MRI – volledig non-invasief. Traditioneel gebeurt dit met behulp van katheters in de centrale bloedvaten, een risicovolle en belastende ingreep voor patiënten. De onderzoekers hebben aangetoond dat het zuurstofgehalte in de vena cava inferior nu ook nauwkeurig kan worden gemeten met MRI, zonder gebruik van invasieve technieken. Deze methode maakt het mogelijk om in combinatie met hartminuutvolume het zuurstofverbruik van het lichaam tijdens inspanning te berekenen – een cruciale parameter in het voorspellen van ziekteprogressie en mortaliteit.
Volgens prof. Richard Thompson (Universiteit van Alberta) en dr. Mark Haykowsky (senior onderzoeker bij het project), maakt deze techniek een nieuw tijdperk mogelijk in inspanningsdiagnostiek: veilig, reproduceerbaar, zonder straling en volledig patiëntvriendelijk. De data zijn bovendien veel consistenter en betrouwbaarder, doordat de patiënt zich tijdens het gehele onderzoek in één setting bevindt.
Analyse inspanningstolerantie
De gecombineerde toepassing van negatieve druk broeken en zuurstofmeting via MRI vormt een robuuste, non-invasieve toolset om inspanningsintolerantie te analyseren. Daarmee kan niet alleen de oorzaak – bijvoorbeeld hartfalen of verminderde spieroxygenatie – worden vastgesteld, maar ook een gepersonaliseerde behandeling worden geformuleerd.
Nelson benadrukt het maatschappelijke belang van deze innovatie: “Een slechte inspanningscapaciteit is niet alleen een voorspeller van toekomstige gezondheidsproblemen, maar beperkt ook de kwaliteit van leven in het dagelijks functioneren. Met deze aanpak kunnen we dat patroon doorbreken.”
Deze technologieën illustreren de kracht van interdisciplinair onderzoek: van ruimtevaart naar radiologie – ten dienste van een toekomstbestendige, gepersonaliseerde en veilige cardiologische zorg.
