Echo's van de toekomst

De pretecho van de ongeboren vrucht is doodgewoon, maar in de chirurgie is de opmars nog maar net begonnen.

De babyecho van dertig jaar geleden, in vaag zwart/wit, is in de loop der jaren spectaculair veranderd in een techniek waarmee intrigerende pret-echo’s kunnen worden gemaakt. Real time en haarscherp van ongeboren baby's in moederbuiken. Niet alleen in een goedgeoutilleerd ziekenhuis, maar in elke verloskundige praktijk en echowinkel, waar vervolgens kan worden afgerekend met een cadeau gekregen Nationale Echobon.

Doorstroomsnelheid
Echoapparaten verspreiden zich als een olievlek door het ziekenhuis, bij diagnose en behandeling. Het is dankzij diezelfde technologische verfijning dat cardiologen met echografie falende hartkleppen kunnen opsporen of de doorstroomsnelheid van bloed door slagaders in been en hals kunnen meten, op zoek naar blokkades. Urologen gebruiken echo voor een effectievere bestraling van een prostaattumor, internisten om te bevestigen dat een blindedarm is ontstoken. En anesthesisten hanteren sinds kort – nog mondjesmaat – echobeelden om effectiever plaatselijk te kunnen verdoven.

Echo is een oude techniek die eind jaren zeventig van de vorige eeuw haar opmars is begonnen, een opmars die gelijke tred houdt met verbeteringen in chip- en computertechnologie en computersoftware: snellere en krachtige computers leveren betere en scherpere echobeelden met meer pixels en dus details. De prijs van digitale opslagcapaciteit is bovendien de afgelopen jaren drastisch gedaald, zodat scherpere echobeelden van tegenwoordig enkele gigabytes per beeld probleemloos zijn te bewerken en op te slaan.

Geluidsgolven
Echo maakt gebruik van geluidsgolven in een hoogfrequentiegebied, van enkele tot 10 megahertz. Het menselijk oor kan deze hoge tonen niet horen. Geluidsgolven – van dezelfde frequentie – worden door een zogeheten probe, met de vorm van een zaklamp, in hoog tempo het lichaam ingestuurd. Ze worden op grensvlakken tussen verschillende weefseltypes van organen, spierweefsel of bot teruggekaatst, geheel of gedeeltelijk.

Dichtheidsverschillen tussen weefsels, met overgangen van zacht naar hard, dicteren hoe ze worden teruggekaatst. Geluidsgolven dringen bijvoorbeeld nauwelijks door in bot of lucht, ze worden direct op het grensvlak teruggekaatst en zijn snel weer terug bij de zendprobe, zonder veel energie te hebben verloren.

Geluid dat door minder dicht weefsel gaat, wordt echter slechts gedeeltelijk teruggekaatst; geluidsgolven die doorgaan, zullen dieper in het lichaam op weefsel botsen en terugkaatsen. Die geluidsgolven doen er langer over om terug te komen.

Terugrekenen
In de zendprobe zit ook een ontvangersgedeelte dat teruggekaatste geluidsgolven opvangt. Informatie hierover wordt door gesluisd naar een computer die ontstane looptijdverschillen en geluidskarakteristieken terugrekent naar tweedimensionale beelden met specifieke grijstinten als zwart en wit.

Zijn er voldoende data dan zijn ook 3D-beelden te reconstrueren of is er dieper in het lichaam te kijken. Hoe lager de frequentie, des te dieper dringen geluidssignalen het lichaam in.

Cardiologen, behandelaars van een toenemend leger aan ouderen met hartkwalen, hebben de pioniersfunctie van gynaecologen overgenomen. ‘Echo’, zegt cardioloog Jeroen Bax van het LUMC, het Leids Universitair Medisch Centrum, ‘is een standaardtechniek geworden van cardiologen. Van elke hartpatiënt die binnenkomt, worden echobeelden gemaakt, volgens een vast protocol om vergelijkingen mogelijk te maken.’

Bax: ‘De techniek heeft een enorme vlucht genomen. Relatief simpele echoapparatuur wordt tegenwoordig als eerste selectietechniek gebruikt op zoek naar de diagnose, naast bloedonderzoek en elektrocardiogram. Een op de zes patiënten krijgt vervolgens een complexer vervolgonderzoek met contrastbellen om onder meer doorbloeding van de hartspier in beeld te brengen en om te zien hoe holtes van beide hartkamers zich vullen.’

Verstoppingen
De helft van de hartpatiënten die ziekenhuizen binnenkomen, hebben verstoppingen in kransslagaders. Die zijn niet op echobeelden te zien. De rest van de patiënten heeft hartklepproblemen of hartritmestoornissen. Bax: ‘Die zijn met behulp van 3D-echo-opnamen te zien. Wanneer een hartklep niet goed meer sluit, zal bloed terugstromen. Dit is te zien. Vervolgens schuiven chirurgen een probe door de slokdarm om echobeelden te gebruiken bij het vervangen van die hartklep.’ Op het LUMC staat het enige echoapparaat op de markt dat dit kan, het meest recente 3D-snufje van Philips, dat directe videobeelden produceert.

Bax tovert met een aantal muisbewegingen enkele echobeelden op een beeldscherm. In hoog tempo wijst hij naar blauwe en rode slierten waaruit een geoefend oog kan afleiden of sprake is van een lekkende hartklep. ‘Echobeelden tonen bijvoorbeeld snelheidsverschillen van het bloed rond de hartkleppen. Daaruit is af te leiden of er sprake is van een defecte hartklep. Echo vervangt als het ware de stethoscoop: hartruis zie je in detail op het beeldscherm.’

Geen röntgenstraling
De techniek is snel, sneller dan andere beeldvormende technieken als ct- en mri-scan. En – vooral: de techniek is onschuldig, zegt Bax. ‘Er komt geen röntgenstraling aan te pas. Artsen, verplegend personeel en patiënten worden niet blootgesteld aan straling. Opnamen zijn snel te maken, de patiënt ondervindt weinig hinder. Echotechniek is net zo laagdrempelig geworden als een elektrocardiogram.’

Er zijn ook toepassingen buiten traditionele disciplines als gynaecologie en cardiologie. Erik Korsten, anesthesist/intensivist in het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven, gebruikt echo om effectiever te verdoven. Lokale verdoving wordt steeds meer toegepast bijvoorbeeld bij schouderoperaties. Het is vaak zoeken en manoeuvreren naar de juiste anatomische plaats voor het inspuiten van het verdovingsmiddel dat signalen moet blokkeren tussen snijplaats en hersenen.

Blind prikken
Zo lopen er direct boven het sleutelbeen diep onderhuids enkele zenuwen. Om daar bij te komen, moet de naald langs een rib en een slagader heen. De meeste anesthesisten prikken als het ware blind, ze weten ongeveer waar ze zijn. Een testje met een stroomstootje leert of dat juist is. Er wordt geprikt tot dicht bij de zenuw. Vervolgens wordt daar het plaatselijke verdovingsmiddel ingespoten, vaak veel meer dan nodig is om er zeker van te zijn dat er voldoende van in de buurt van de zenuw terechtkomt.

‘Ondanks grote prikervaring werkt 5 tot 10 procent van deze lokale verdovingen onvoldoende en wordt alsnog besloten tot algehele narcose’, zegt Korsten. Met prikken onder echogeleiding zou dit te voorkomen zijn. Korsten gebruikt een extra-hoogfrequent echosignaal (tot 15 megahertz) om details te kunnen zien: spier- en vetweefsel, pezen en daardoor heen lopende zenuwen en (slag-)aders. ‘Het herkennen van deze structuren in de zwart/wit-beelden vereist training en ervaring’, zegt Korsten.

De Eindhovense intensivist heeft cursussen gevolgd en uren geoefend op biefstuk en varkenspoten. In de uitslaapkamer naast zijn OK geeft hij een demonstratie met een varkenspoot.

Speciale gel
Die wordt ingesmeerd met een speciale gel om te voorkomen dat een isolerende luchtspleet ontstaat tussen weefsel en sonde waar geluidsgolven niet door heen kunnen. De inschuivende injectienaald is goed te zien op het echobeeldscherm, op weg naar de zenuw. ‘Prikken onder echogeleiding levert een bijna honderd procent werkende verdoving op’, zegt Korsten. Bij een arts met voldoende ervaring kost een blokkerende echoprik net zo lang als blindprikken. ‘Echoprikken is gemakkelijker.’

Op de OK gebruikt Korsten deze echotechniek nu twee jaar. ‘Omdat de naald dichter bij de zenuw uitkomt, is minder verdovingsmiddel nodig, minstens de helft minder. Verdoving treedt zo eerder in, waardoor eerder met de chirurgische ingreep kan worden begonnen. De techniek is veiliger, je ziet waar de verdovingsvloeistof terechtkomt.

‘In het begin hebben specialisten hier ongetwijfeld gedacht dat ik niet kon prikken en daarom dat echoapparaat nodig had’, zegt Korsten. ‘Die tijd is voorbij. Anesthesisten gebruiken de techniek steeds vaker. Echoprikken is een revolutionaire aanpak. Nog maar een handjevol anesthesisten in Nederland gebruikt echoapparatuur. Dat gaat veranderen, dit is de toekomst.’

Geluidsgolven schieten de bolletjes met tumorremmers ter plekke kapot
Geluidsgolven spelen de hoofdrol bij een innovatieve techniek om medicijnen direct bij een tumor in het lichaam te deponeren. De tumordoder zit in kunststof bolletjes die ter plekke met geluidsgolven worden kapotgeschoten. Directe behandeling zullen bijwerkingen reduceren, is het idee.
Bij een chemokuur wordt veel tumordodende stof via de bloedbaan het lichaam in gepompt, in de hoop dat er af toe wat van in aanraking komt met tumorcellen. Het is schieten met hagel: niet meer dan een procent van de chemische stoffen doen tumordodend werk, 99 procent geeft bijwerkingen, is de schatting.
Philips, dat samenwerkt met onder meer het Erasmus MC in Rotterdam, gebruikt minuscule microbolletjes van polymelkzuur, een bioafbreekbaar polymeer. De dikwandige bolletjes hebben een doorsnede van ongeveer tweeduizendste millimeter. De microcapsules zijn gevuld met lucht, ze zweven door de bloedbaan.
In de capsules zit verder een kankerdoder, opgelost in wat olie. De bolletjes zijn met echoapparatuur zichtbaar te maken. Een veel gebruikte techniek; zo worden vergelijkbare microbellen gebruikt als contrastmiddel om met echo de doorbloeding van het hart in beeld te brengen.
De bolletjes weerkaatsen geluid. Bolwandjes deinen mee op de geluidsgolven waardoor de bolletjes zichtbaar worden. Komen medicijncapsules in de buurt van een tumor dan worden ze met een extra geluidpuls kapot geschoten. Cytostatica komen zo vrij dicht bij de tumor. Bolletjesafval wordt via longen en lever afgevoerd.
Onderzoekers van het Philips Research in Eindhoven hebben een inktjetprinter omgebouwd om gevulde microcapsules te maken, allemaal van dezelfde grootte. Bolletjes, gevuld met de veelgebruikte tumorremmer taxol, zijn beproefd in muizen. In onbehandelde muizen verdubbelt een tumor elke acht dagen. Door bolletjes met taxol in de buurt van tumoren kapot te schieten, is tumorgroei met 20 procent terug te brengen.
Of dit volledig is toe te schrijven aan de geluidimpuls is nog een vraag, zegt fysisch-chemicus Marcel Böhmer van Philips. ‘We zien ook tumorremming, zij het de helft minder, als er geen geluidpuls is gegeven. Misschien lekken de melkzuurcapsules een deel van de taxol.’ Of de techniek werkt, weten we over drie à vier jaar, zegt Böhmer. ‘Daarna duurt het nog enkele jaren voordat die breed toepasbaar is in ziekenhuizen.’

]]>

Echo (Philips)
Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden