Onderzoekers van het Erasmus MC en de TU Delft hebben met een simpele aanpassing een spotgoedkoop alternatief bedacht voor de dure apparatuur waarmee hoge kwaliteit 3D-echo’s worden gemaakt: een plastic dopje waarin her en der gaatjes zijn geprikt.
Dr. Pieter Kruizinga van de afdeling Cardiologie van het Erasmus MC en promotieonderzoeker Pim van der Meulen van de Technische Universiteit Delft ontwikkelden met collega-wetenschappers de aanpassing. De resultaten zijn op 8 december in het wetenschappelijk tijdschrift Science Advances gepubliceerd.
Groeiend belang 3D-beelden
3D-echo’s worden in het ziekenhuis en in onderzoek steeds belangrijker. Ze stellen artsen en wetenschappers in staat om bijvoorbeeld bloedvaten (zoals vernauwingen door aderverkalking), baby’s in de baarmoeder (waaronder het opsporen van afwijkingen tijdens de ontwikkeling) of tumoren in het lichaam te bestuderen.
Op basis van die 3D-beelden worden diagnoses gesteld of behandelingen uitgevoerd. Er is een nadeel: ze vereisen zeer kostbare apparatuur. Dat komt vooral door de duizenden sensoren die de echosignalen opvangen en omzetten in een 3D-beeld. De onderzoekers uit Rotterdam en Delft hebben nu een goedkope oplossing bedacht, zodat vergelijkbare beelden tot stand kunnen komen met een enkele sensor.
Plastic schijfje levert zelfde 3D-plaatjes
Eerste auteur dr. Pieter Kruizinga, verbonden aan zowel de TU Delft als Erasmus MC, legt de aanpassing uit die zijn team heeft ontwikkeld: “Een echoapparaat zendt geluidsgolven uit. Daarvan worden de echo’s opgevangen door een of meer sensoren. In geval van een geavanceerd 3D-echoapparaat zijn dat er duizenden. We zijn erachter gekomen dat een plastic schijfje voor een enkele sensor dezelfde 3D-plaatjes kan opleveren.”
https://www.youtube.com/watch?v=whbbaF1nT4A
In het schijfje worden gaatjes gemaakt in een complex patroon. Dat heeft tot gevolg dat de geluidsgolven alle kanten opgaan en dat de terugkerende echosignalen ingewikkelde patronen vormen. Met een krachtige computer kan dan berekend worden waar de echo’s vandaan komen. “Zo ontstaat uit de wirwar van echosignalen een heel fraai plaatje dat anders alleen met een kostbare 3D-sensor tot stand was gekomen.”
Drastische prijsverlaging 3D-echo’s
De gevoeligheid van de nieuwe techniek is nu nog laag ten opzichte van reguliere 3D-systemen. Maar de ontwikkelaars geloven dat compressive sensing de prijs van 3D-echo’s op termijn drastisch omlaag kan brengen. “Natuurlijk, onze aanpak vereist een krachtige computer en die is ook niet goedkoop”, zegt Kruizinga. “Maar de kosten daarvan zijn niet te vergelijken met die van een geavanceerd 3D-echoapparaat.”
Promotie-onderzoeker Pim van der Meulen (TU Delft) stelt dat er nog gewerkt wordt aan verbetering van de aanpassing. “We verwachten dat binnen afzienbare tijd ook met kleine, draagbare en goedkope echoapparatuur 3D-plaatjes van hoge kwaliteit kunnen worden gemaakt. Dat betekent - ook voor dokters in arme landen - een geweldige vooruitgang.”
Beide partijen noemen de samenwerking tussen Erasmus MC en de Technische Universiteit Delft een fraai voorbeeld van de vruchtbare kruisbestuiving tussen verschillende onderzoeksgroepen binnen Medical Delta (www.medicaldelta.nl), een netwerk van life science-, gezondheids- en technologiepartners.
