Scannen van menselijk lichaam voor HOAHub

De allernieuwste en superkrachtige HIP-CT techniek brengt alle onderdelen van het menselijk lichaam tot op celniveau in kaart. “Dit helpt ons om sneller ziektes op te sporen”, legt Bernadette de Bakker, assistent professor embryologie en foetale anatomie in Amsterdam UMC, uit.

Op de synchrotron in Grenoble, Frankrijk, is een paar jaar geleden een ‘superbrilliant source’ geïnstalleerd die de krachtigste röntgenstralen genereert in de wereld. “Daar kun je van alles mee onderzoeken”, vertelt Bernadette de Bakker. “Aanvankelijk werden batterijen en onderdelen van motoren bekeken. Een uur scannen kost wel 25.000 euro. Een klein clubje beamline scientists (synchrotron specialisten) hebben samen met artsen voor elkaar gekregen dat er Europees geld beschikbaar is, samen met een donatie vanuit de Chan Zuckerberg Initiative, om de deeltjesversneller geschikt te maken voor menselijke organen. In de afgelopen drie jaar zijn proeforganen gescand waarbij gekeken werd naar wat verschillen tussen een ziek en een gezond orgaan is.” De gebruikte organen komen van een anatomisch instituut in Frankrijk en het betreft lichamen die beschikbaar zijn gesteld aan de wetenschap.

Vergelijkend onderzoek

Inmiddels is het zover dat alle artsen wereldwijd gebruik kunnen maken van deze synchotron, mits er een goede onderzoeksvraag aan ten grondslag ligt. De Bakker is een van de acht leden en onderzoekers (principal investigators, PI’s) van de Human Organ Atlas Hub (HOAHub) die bepalen welke klinische onderzoeksvragen gehonoreerd worden. Deze PI’s zijn ervaren wetenschappers in de natuurkunde en gezondheidswetenschappen. Zij mogen ook met de deeltjesversneller werken. “In ons onderzoek gaat het om pathologie versus gezonde organen, daarnaast kijken we ook naar gerontologie. Iedereen uit de medische wereld kan een goede onderzoeksvraag insturen en meeliften op de kennis en kunde binnen de HOAHub. Wij kijken dan met zijn achten of het onderzoek haalbaar is, of we de samples ergens vandaan kunnen halen, hoe we de weefsels ‘mounten’, dus op het onderzoekstafeltje leggen.”

“De datasets kunnen ook worden ingezet in het medisch onderwijs”

Ground truth data

De bedoeling is dat er een compleet mens mee gescand kan worden. “Dat is nu technisch nog niet mogelijk. Het grootst mogelijke oppervlak om te scannen is nu ongeveer 30 bij 20 cm. De datasets die hiermee gegenereerd worden, kunnen niet alleen ingezet worden voor wetenschappelijke doeleinden, maar ook bijvoorbeeld in het medisch onderwijs. Het zal ook een goede bron zijn om beter te begrijpen wat er op bijvoorbeeld MRI- en CT-scans te zien is. De vergelijkende beeldvorming, dus correlative imaging, gaat een heel belangrijk aspect vormen. Omdat deze data zo’n hoge resolutie heeft, is het ook mogelijk om dit als ‘ground truth data’, de standaard data, te gebruiken om artificial intelligence systemen te kunnen trainen. Dit maakt de overstap naar gewone patiëntendata gemakkelijker, bijvoorbeeld bij het automatisch zoeken naar tumoren en kenmerken van alzheimer in de hersenen.”

“We willen de verschillen tussen gezonde en niet-gezonde organen in kaart brengen”

Ontwikkelingsonderzoek

De Bakker is daarnaast ook bezig met micro-CT imaging, correlative imaging van synchrotron data. Dit wordt gebruikt als tussenstapje tussen synchrotron data en patiëntenscans. Zij gebruikt deze data zelf voor haar onderzoek naar embryo’s en foetussen. “Welke placenta geeft kans op vroeggeboorte, is zo’n onderzoek. Hopelijk zien we na het scannen verschillen tussen een gezonde en niet-gezonde placenta. Dit zou kunnen helpen om bij de echo vast te kunnen vaststellen of het een gezonde placenta is of niet. Daarnaast kijken we naar wat een afwijkende placenta is. Bij bijvoorbeeld een 3d-echo of een flow kun je al veel meer zien. Om te weten waar je dan naar moet kijken, moet je weten wat het verschil is tussen gezond en niet gezond. Die verschillen willen we in kaart brengen en de kennis die we opdoen door de hoogresolutiebeelden willen we vertalen naar de medische praktijk. Wellicht automatiseren we daarmee uiteindelijk een scanuitslag of echo-onderzoek.”

Kijk zelf in de HOAHub: https://mecheng.ucl.ac.uk/HOAHub/   

Lees meer over: