. nieuws Synaps 30
Synaps 30 - september - 2000 index 1998/99/00
Routeplanner wijst de weg:
Zo veilig mogelijk door het brein

Door Rob Buiter

"Bij de volgende kwab linksaf ... volg de omleiding rond het taalcentrum ... tumor bereikt" De nieuwe 'neurale routeplanner' van het VU medisch centrum wijst de neurochirurg niet alleen de weg, maar weet ook welke kwetsbare hersengebieden eventueel op die weg liggen. "Met die informatie kunnen we operaties uitvoeren die we voorheen nooit aandurfden", zegt neurochirurg dr. Hans Baayen.

 


Je hoeft er bepaald geen whizz-kid voor te zijn om er mee te kunnen werken.

 

 

 

 

 

Dr. J.C. Baayen: "Ik ben niet zo bang voor robotisering. Het systeem opereert niet voor je en de beslissingen zal je nog steeds zelf moeten nemen."

   Homunculus heet hij, het virtuele 'mensje' met vooral enorme handen en een gigantische mond. Geprojecteerd op de hersenen geeft Homunculus aan welke functies in welke plekken van ons brein zitten. "Neurochirurgen hebben dat plaatje goed in hun hoofd zitten", zegt dr. Hans Baayen. "In grote lijnen weten we welke functies vanuit welke plekken in de grote hersenen worden bestuurd. Op die manier weet je onder andere in welke delen van de hersenen je bijvoorbeeld tumoren niet kan opereren. Het risico op beschadiging van omliggende vitale functies is in die gevallen veel te groot." In het VU medisch centrum is die drempel onlangs wel een stukje verlaagd, door de aanschaf van de nieuwe neuro-navigatiecomputer Vector Vision. Het apparaat bestaat uit een combinatie van een microscoop en een computer. Vóór een operatie wordt de computer gevoed met beelden uit verschillende scanners, die precies berekenen waar bijvoorbeeld een tumor ligt, en hoe die het best benaderd kan worden. Tijdens een operatie wordt die kennis gecombineerd met de reële beelden van de microscoop, zodat de neurochirurg zijn werkelijke route steeds kan vergelijken met de berekende.

Een prachtige techniek, maar inmiddels toch bepaald niet nieuw meer?
    "Dat klopt", erkent Baayen. "Maar dit apparaat kan nog meer. Onze routeplanner kan ook gebruik maken van functionele imaging technieken. Je brengt dan niet alleen structuren in beeld, maar ook bepaalde hersenfuncties. We kunnen daarbij gebruik maken van zowel Functional Magnetic Resonace Imaging, FMRI, als van Magnetische Encefalografie, MEG, in combinatie met MRI-beelden." (zie kader)
    Wat dit in de praktijk oplevert, laat neurochirurg in opleiding Ronald Willemse zien in de - eveneens state of the art - vergaderkamer van de afdeling. Tijdens de dagelijkse patiëntenoverdracht door de neurochirurgen zijn er geen lichtbakken meer om ouderwetse foto's aan op te hangen. Nee, een beamer projecteert een beeld vanuit een computer, rechtstreeks op een groot scherm aan de wand van het lokaal. Het drie-dimensionale beeld van het hoofd van een patiënt dat Willemse oproept, bevat naast een roze gekleurde tumor nog een blauw gebied. Daar heeft de MEG-scanner activiteit gezien tijdens elektrische stimulatie van de handspieren van de betreffende patiënt. Dit is dus een verboden zone voor de chirurg, wil hij geen verlamming aan de hand veroorzaken. Met de muis laat Willemse het hoofd draaien, kantelen, hij pelt het laagje voor laagje af en reist langs verschillende wegen naar binnen en weer naar buiten, om van alle kanten te laten zien hoe dit verboden gebied ligt ten opzichte van de te verwijderen tumor.

Neurochirurgen, of toch eigenlijk whizz-kids?
    "Dat is nou het mooie van deze neuronavigator en vooral van de software", zegt Baayen. "Je hoeft er bepaald geen whizz-kid voor te zijn om er mee te kunnen werken. Iedereen op onze afdeling kan ermee omgaan." Volgens de neurochirurgen doet de computer ook bepaald geen afbreuk aan hun handwerk. "Ik ben niet zo bang voor robotisering. Het systeem opereert niet voor je en de beslissingen zal je nog steeds zelf moeten nemen. Vroeger waren er gebieden in de hersenen waar je gewoon niet kon opereren zonder blijvende schade te veroorzaken. In andere gevallen kan je hooguit heel voorzichtig een biopt nemen. Als je nu ziet dat, zeg, de motorische functies van de hand vlak bij een tumor liggen, dan kan je een patiënt in een MEG-scanner een aantal vingeroefeningen laten doen, of de spieren electrisch stimuleren. Wanneer je dan ziet dat dit correspondeert met activiteit in een hersengebied dat ver genoeg van de tumor af ligt, dan kan je de operatie die je vroeger nooit had aangedurfd nu wèl uitvoeren."

Velen kennen waarschijnlijk de filmbeelden van proefdieren, waarbij bewegingen in gang worden gezet door middel van rechtstreekse electrische stimulatie van hersengebieden. Kan dat principe tijdens een operatie ook betrouwbare informatie opleveren: als ik hier prikkel, dan beweegt het been?
    Baayen: "Dat is de 'klassieke' manier, die bijvoorbeeld bij epilepsiechirurgie wordt gebruikt. Maar die methode is uiteindelijk veel omslachtiger. Voor bepaalde functies moet de patiënt zelfs bij kennis zijn om die te kunnen testen. Als je dat nu kan vervangen door FMRI en MEG informatie is dat een enorme winst in gemak en belasting van de patiënt."

Dus van iedere patiënt moeten voortaan eerst de hersenfuncies in kaart worden gebracht, voordat er geopereerd kan worden?
    "Dat is minder belastend dan het klinkt", zegt Willemse. "Normaal gesproken kan je met enkele eenvoudige tests volstaan; een half uur werk. Omdat we met deze nieuwe apparatuur ook een wetenschappelijk onderzoek hebben opgezet vergt het in de praktijk nog extra tijd. We willen uiteraard zo goed mogelijk in kaart brengen waar de meerwaarde van dit systeem ligt en hoe betrouwbaar de verschillende onderdelen precies zijn.
    "Die meerwaarde is overigens niet alleen materieel", vult Baayen aan. "Wanneer je beter weet waar je langs welke weg moet opereren, dan kan de opening in de schedel ook kleiner worden gehouden. Minder kale plekken, minder wond, en dus minder belasting voor de patiënt. En ook die enorme stalen ring, die mensen vroeger voor een operatie op hun hoofd geschroefd kregen, wanneer een biopt uit de hersenen genomen moest worden, die is ook minder vaak nodig. Dankzij deze navigator wordt die ring vervangen door een aantal kleine 'referentiepunten' op de schedel."
    Tot nu toe zijn ruim twintig operaties met de navigator uitgevoerd. Volgens een eerste grove schatting denken Baayen en Willemse in de VU jaarlijks ongeveer 20 mensen met hersentumoren extra te kunnen behandelen door gebruik van de informatie van de nieuwe neuronavigator. "Daarnaast zullen we dit apparaat inzetten bij het draineren van cysten in de hersenen, bij bepaalde vormen van epilepsiechirurgie en bij het met grote precisie plaatsen van schroeven in ruggewervels", aldus Baayen.

Deze 'routeplanner' lijkt een perfecte integratie van informatie- en medische technologie. Waar gaat dit eindigen?
    Baayen: "Er zit nog veel ontwikkeling in de technologie, vooral in de software. We kunnen er bijvoorbeeld nog echo-apparatuur aan kopppelen. Daarmee kunnen we tijdens de operatie de zogeheten mid-line shift in kaart brengen. Je kan dan zien hoeveel de positie van het brein is verschoven door de drukveranderingen na het openen van de schedel. Ook kan je checken of er nog tumorweefsel is achtergebleven, voordat je de wond weer sluit. Die opties gebruiken wel enorm ingewikkelde software. Je moet immers echobeelden koppelen aan het FMRI beeld. Alleen al voor de analyse van MEG-beelden staat een moderne computer nu een dag te rekenen."
    "Medisch gesproken is er vooral nog veel te verbeteren in het functionele aspect van de beeldvormende techniek. We hebben het nu nog over relatief eenvoudige functies als vingerbeweging. Maar aan de hersenlocaties van bijvoorbeeld de spraak zullen nog vele studies moeten worden gewijd."

Functionele Beeldvorming: FMRI en MEG

Integrale handeling met behulp van microscoop
(foto's Richelle van der Valk

De Vector Vison kan gebruik maken van zowel Functional Magnetic Resonance Imaging, FMRI, als van Magnetische Encefalografie, MEG. De FMRI-techniek is te danken aan een min of meer toevallige ontdekking uit het begin van de jaren negentig. Een zuurstofhoudende rode bloedcel bleek toen net een andere kernspin-resonantie te vertonen dan een rode bloedcel die zijn zuurstof al heeft afgegeven. In de MRI levert dat dus net iets andere grijstinten op. Specifieke hersenactiviteiten zorgen heel lokaal voor een verhoogde zuurstofbehoefte. Wanneer twee MRI-beelden, één vlak voor en één tijdens een bepaalde (hersen)activiteit worden vergeleken, dan levert het verschil dus een impressie van het actieve hersengebied waar meer zuurstofrijke rode bloedcellen naartoe zijn gegaan.
    MEG is een geavanceerde versie van het 'normale' EEG. De elektrische activiteit van hersengebieden die met een beperkt aantal EEG-elektroden in beeld gebracht kan worden, veroorzaakt ook een verandering in het magnetisch veld rond het hoofd. Met behulp van een gevoelige 'helm' rond het hoofd kan dit hele magnetische veld in beeld worden gebracht. In combinatie met een MRI wordt de magnetische activiteit direct aan een betreffende structuur gekoppeld.
    De functionele informatie van een MEG-scanner lijkt betrouwbaarder dan die van de FMRI. De werkwijze is echter omslachtiger. Juist van de combinatie verwachten de neurochirurgen een grote meerwaarde bij het zoeken naar de veiligste weg voor een operatie


De neuronavigator is inmiddels volop in gebruik

 

                 VU medisch centrum          communicatie@VUmc.nl          31-03-2003 naar bovenkant pagina  naar het menu bij deze pagina