Boris van Zonneveld
Cardioloog Pim Tonino voert aan de TU/e een uniek onderzoek uit naar hartklepaandoeningen. Dat doet hij door een aortaklepvervanging uit te voeren op een gecontroleerd kunsthart van slangen en buizen. Deze technische aanpak is baanbrekend voor de zorg.
Pim Tonino is interventie-cardioloog en medisch hoofd van de afdeling hartkatheterisatie van het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven. Hij promoveerde in 2010 aan de TU/e en is sindsdien zeer actief in het wetenschappelijk onderzoek. Momenteel is hij bezig met een unieke studie naar een hartklepaandoening, zoals die nergens anders ter wereld wordt uitgevoerd.
Tonino voert zijn onderzoek uit op de afdeling biomedische technologie van de TU/e, samen met onderzoekers Marcel Rutten en Jo Zelis. Het gaat om een TAVI oftewel aortaklepvervanging op een gecontroleerd kunsthart van slangen en buizen. Hierop kunnen alle persoonlijke parameters van de patiënt worden ingesteld, waardoor een optimaal resultaat wordt bereikt.
Door dit onderzoek moet duidelijk worden welke patiënten wel en geen baat hebben bij een dergelijke ingreep, en verder kan worden gekeken naar de rol van dit soort modellen in plaats van het gebruikelijke klinische onderzoek onder patiënten. Het heeft in ieder geval de potentie om wereldwijd het verschil te maken bij de behandeling van hartpatiënten.
‘Op grote internationale congressen hebben we er al bewondering mee geoogst’, vertelt Tonino. ‘De eerste publicatie over ons onderzoek moet de deur nog uit, maar in mei presenteren we de eerste resultaten op het toonaangevende EuroPCR congres in Parijs.’ Voor TW kan de cardioloog al een tipje van de sluier oplichten. ‘In principe zien de resultaten er goed uit. We zijn nu bezig met de validatie van het hartmodel en de structuur van onze 3D-geprinte hartklep, in hoeverre die overeen komt met de werkelijkheid.’
‘Het is het plaatsen van een nieuwe hartklep, de aortaklep, via de lies. Een hart heeft vier kleppen. De aortaklep zit tussen het hart en de grote lichaamsslagader in. Al het bloed dat uit het hart komt gaat door de aortaklep naar het hoofd en de rest van het lichaam, dus die is cruciaal. Het is de belangrijkste hartklep. De klassieke behandeling van een vernauwing van de aortaklep is open hartchirurgie. Dan wordt de borstkas opengemaakt. Sinds 2008 gaat de standaardbehandeling via de lies. Met de handen ben je als chirurg bij de lies bezig en je kijkt op een scherm, waarop je de wakkere patiënt van binnen ziet dankzij röntgendoorlichting. Zo plaatsen we in het hart een stent, een soort opengewerkt metalen buisje. Daarin is een biologische hartklep van varken of rund ingenaaid. Deze krimpen we tot die via een liesvat naar binnen kan. We plaatsen het binnen een paar seconden en de klep functioneert meteen.’
‘Ja, want er kan lekkage van bloed optreden. Op de TU/e hebben wij een heel mooi kloppend hartmodel, waarbij we een siliconen klep kunnen plaatsen die met een 3D-printer is nagemaakt op basis van CT-scans van de patiënt. Daar zetten we ook kalk in af, zoals in de aderen van de patiënt, en dan stoppen we die nagemaakte klep in het model en kunnen we zien wat het effect is voor die specifieke patiënt. Het mooie aan die techniek is dat je allerlei dingen kunt testen zonder dat je de patiënt daarvoor nodig hebt. Daar kan zo’n model enorm bij helpen.’
‘Hierdoor kun je straks beter selecteren welke patiënten wel en geen baat hebben bij de ingreep. Soms kan het beter zijn om dan toch open hartchirurgie te doen, en soms niet. Als je nu een hartklep via de lies krijgt kun je eigenlijk alleen kiezen uit twee diameters, 2,6 of 2,9 cm. Een aorta heeft een diameter van 2,5 tot 3 cm. Het zou mooi zijn als we straks verder kunnen differentiëren en zo’n klep patiëntspecifieker kunnen maken. Het realiseren van zes of zeven verschillende klepformaten zou heel mooi zijn. We hebben ook nog een veel complexere klep in het hart, de mitraalklep. We staan nu aan de vooravond van het behandelen van patiënten aan die klep via de lies, en die kunnen we uiteindelijk ook gaan onderzoeken met dit model.’
‘Vaak kosten gewone onderzoeken met echte patiënten bergen geld, dat loopt in de miljoenen. Als je dat kan doen in een model is dat goedkoper. Door dit soort modellen te gebruiken kun je veel sneller ontwikkelingen doorvoeren. Een normaal onderzoek duurt jaren, maar als ik naar de TU/e ga met een idee en ik kan dat een week lang testen en helemaal uitzoeken, dan gaat dat vele malen sneller.’
‘Zeker. Ik geloof ook dat wiskundige modellen hierbij veel toekomst hebben. Naast het tastbare hartmodel op de TU/e hebben ze ook nog andere manieren om heel grote klinische onderzoeken te omzeilen. Dat zijn wiskundige modellen die gebruikmaken van machine learning en kunstmatige intelligentie. Die modellen zijn nu nog gebaseerd op input van dokters, maar zijn nu langzamerhand richting machine learning aan het gaan. Uiteindelijk worden die modellen door kunstmatige intelligentie verbeterd. Als je in de toekomst een patiënt hebt met een bepaald ziektebeeld, stop je de patiëntenkarakteristieken in een programma en dat helpt jou met het nemen van de juiste beslissing. Dat is waar we naartoe willen.’
‘Ik denk dat er binnen nu en drie jaar software op de markt zal zijn die wij gaan gebruiken in ziekenhuizen om ons te ondersteunen bij het nemen van beslissingen. Dergelijke software heeft 100.000 patiënten in een bestand, kijkt welke 1000 patiënten het meest overeenkomen met mijn patiënt, wat daarbij gedaan is in het verleden en wat de uitkomsten daarvan zijn, en dat krijg je grafisch weergegeven op je scherm. Dan kun je kiezen voor een bepaalde hartklep omdat die in deze specifieke patiëntcategorie de beste uitkomst geeft.’
‘Als dokters hebben we altijd tweedimensionaal gedacht. We kijken naar een plat beeldscherm. Als ik een echo van een hartklep maak, is die nog steeds tweedimensionaal. Levende structuren zijn dat niet, dus ik verwacht er ontzettend veel van. 3D-reconstructies met behulp van MRI-scans worden al gebruikt om ingewikkelde operaties bij kinderen met aangeboren hartafwijkingen uit te voeren. Om zo’n hartklep tastbaar te maken is de 3D-oplossing te combineren met een model zoals wij dat gebruiken bij ons onderzoek.’
