Hooggevoelige krachtpatser

Een nieuwe ultrahoogveld MRI-scanner in het LUMC zal veel informatie opleveren over veroudering en cognitie, en over tal van ziektes zoals Alzheimer, atherosclerose en diabetes. Wereldwijd zijn er nog maar enkele van deze humane 7Tesla systemen in gebruik.


De behuizing van het 7Tesla MRI-systeem. De MRI-expertise van het LUMC is gebundeld in het C.J. Gorter Center for High Field MRI. Cornelis J. Gorter was van 1946 tot 1973 hoogleraar natuurkunde en directeur van het Kamerlingh Onnes Laboratorium van de Universiteit Leiden. In 1932 voorspelde hij al de mogelijkheid om kernmagnetisatie te meten. Dat is de basis voor NMR- en MRI-technieken. (foto LUMC)

400 ton staal
Hij staat er, in zijn eigen speciaal gebouwde huis, in een kamer met muren van 400 ton staal dat netjes is weggewerkt om een patiëntvriendelijke omgeving te creëren: de nieuwe ultrahoogveld MRI scanner van het LUMC. Zonder de dikke stalen muren zouden mensen met een pacemaker op de veilige afstand van 25 meter moeten blijven.

7Tesla bodyscanner
Donderdag 6 september opende EZ-minister Maria van der Hoeven in het LUMC de eerste 7Tesla MRI bodyscanner in Nederland die gebruikt zal worden voor patiëntenonderzoek. Hij is ontwikkeld door Philips Medical Systems in Cleveland, en geeft een signaal dat meer dan twee keer zo duidelijk is als dat van bestaande MRI-scanners. Zowel de gevoeligheid van de MRI-techniek voor aspecten van weefsels als de resolutie van de anatomische beelden zullen veel groter worden. De ontwikkeling van de hoogveld-MRI aan het LUMC wordt ondergebracht in het nieuwe C.J. Gorter centrum.

Van 3 naar 7


Met de 7Tesla scanner kunnen de hersenen duidelijker in beeld gebracht worden dan ooit. (foto LUMC)
De sterkte van een magneetveld wordt uitgedrukt in de eenheid Tesla. In ziekenhuizen staan meestal MRI-scanners van 1,5Tesla. Ziekenhuizen waar medisch onderzoek wordt gedaan hebben - ook nog niet zo lang - scanners van 3Tesla in huis. Maar 7Tesla systemen zijn gloednieuw. Er zijn er nog maar enkele van op de wereld, en die staan opgesteld in onderzoeksomgevingen, niet in ziekenhuizen.

Dat het LUMC dit staaltje high tech voor patiëntgebonden onderzoek kan gaan gebruiken is uniek. Het betekent dat het LUMC zelf nieuwe technieken kan gaan ontwikkelen voor de patiëntenzorg.

Nieuwe dimensie
Neuroradioloog prof.dr. Mark van Buchem: 'De overgang van 1,5 naar 3Tesla betekende dat de beelden mooier werden. Maar met de overgang naar 7Tesla spreken we echt over een heel nieuwe dimensie. We kunnen niet alleen de technieken verfijnen die we al kenden, maar komen ook dingen tegen die we nog nooit hadden gezien. We zien nu bijvoorbeeld pas dat de witte stof in de hersenen, die homogeen leek, doorregen is met donkere structuren. Dat kan nieuw inzicht opleveren in de ziekte MS.'

Veel medische specialismen zullen van de nieuwe techniek kunnen profiteren: hart- en vaatziekten, oncologie, en niet in de laatste plaats de neurologie. Veel neurodegeneratieve ziekten worden nu nog onvoldoende begrepen.

Alzheimer-plaques
Een zekere diagnose van de ziekte van Alzheimer kan nu pas gesteld worden bij obductie, dus na de dood. Daardoor is het niet mogelijk goed inzicht te krijgen in de ontwikkeling van de ziekte, en kunnen er moeilijk therapieën ontwikkeld worden. Door de grotere anatomische resolutie van de beelden die de 7Tesla scanner produceert, zullen echter de karakteristieke Alzheimer-plaques in de hersenen te zien zijn. Van Buchem: 'In de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen, die al proefdieronderzoek doet met een 7Tesla scanner, is het al gelukt.'

Migraine en bloedstroom
De verwachting is dat ook migraine beter begrepen gaat worden, zo vertelt hij. Onder leiding van professor Ferrari loopt in het LUMC een lang onderzoek naar migraine, een aandoening waar 14% van de populatie last van heeft. Een subgroep daarvan heeft, zoals Ferrari met behulp van radiologie heeft aangetoond, pathologische afwijkingen. Van Buchem: 'We verwachten dat die afwijkingen te maken hebben met de bloedstroom. Omdat 7Tesla gevoeliger is voor de bloedstroom kan dat nu veel beter onderzocht worden.'

Meten onder het eten
Andere aandoeningen die beter begrepen zullen gaan worden zijn diabetes en obesitas. Van Buchem: 'Een nieuwe lijn van onderzoek is bijvoorbeeld het meten van metabole afwijkingen in de thalamus terwijl iemand voedsel tot zich neemt. Dat zou ondenkbaar zijn met lagere veldsterktes.'

Schizofrenie
Zelfs neurotransmitters die bijvoorbeeld een rol spelen bij schizofrenie zullen zichtbaar worden, zo voorspelde professor John Gore van Vanderbilt University in Nashville, VS donderdag op het openingssymposium ter ere van de nieuwe faciliteit. Op dit symposium sprak ook Nobelprijswinnaar Prof.dr. Sir Peter Mansfield uit Nottingham, de vader van de MRI.

Team van fysici
Het 7Tesla systeem zal niet alleen de medische diagnostiek en behandelmethoden naar een hoger plan tillen, maar zal ook een katalysator zijn voor het vormen en verstevigen van interdisciplinaire samenwerkingsverbanden. Omdat het een systeem in ontwikkeling is, is een heel team van MRI-fysici nodig om de technologie te vervolmaken en uit te bouwen. Artsen en wetenschappers van het LUMC werken daarbij samen met fysici in de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen.

Molecular imaging
De chemici en farmacologen en biologen van die faculteit zullen ook een rol gaan spelen. Een heel nieuwe techniek is bijvoorbeeld de molecular imaging, waardoor afwijkingen in een heel vroeg en microscopisch klein stadium te herkennen zullen zijn. Gelabelde cellen of kleine molecuultjes worden daarbij zichtbaar gemaakt voor MRI, en chemici moeten daar slimme contraststoffen voor ontwikkelen. Proefdieronderzoek zal ook nodig zijn. Niet alleen in speciale proefdierscanners, maar ook op de snijtafel en onder de microscoop, voor de histologische confirmatie van de beelden.

Cognitie
Het cognitieonderzoek, dat in Leiden verenigd is in het LIBC (Leiden Institute for Brain and Cognition) maakt nu al gebruik van de 3Tesla scanner in het LUMC. Door veranderingen in de bloedtoevoer te meten kunnen cognitieonderzoekers - psychologen, taalkundigen, bewegingswetenschappers - zien welke hersengebieden geactiveerd zijn.  Door de grotere gevoeligheid van de sterke 7Tesla scanner zal de hersenactiviteit nog beter en fijnmaziger in beeld gebracht kunnen worden.

VISTA
Landelijk wordt het MRI-team ingebed in VISTA (Virtual Institute for Seven Tesla Applications). Dit is een samenwerkingsverband met het UMC Utrecht, en het St. Radboud UMC en F.C. Donders Instituut in Nijmegen. Uiteraard zijn de contacten met de andere 7Tesla pioniers ter wereld ook nauw.

(11 september 2007/HP)

Foto voorpagina Nieuwsbrief: LUMC