Zelfontwikkelde MRI-box bootst effect plotselinge bloeddrukdip op hersenen na

De box is speciaal ontwikkeld voor kwetsbare oudere patiënten, bij wie schommelingen in de hersendoorbloeding schade aan de hersenen en cognitieve problemen zoals dementie kunnen veroorzaken.

Het idee voor deze box kwam van radiologie-onderzoeker Thijs van Osch. Hij was op zoek naar een nieuwe manier om met een MRI-scanner de effecten van snel opstaan (waarbij de bloeddruk daalt) te onderzoeken. Op die manier verwachtte hij beter te kunnen zien welke fysiologische processen in de hersenen in zo’n situatie wel of niet actief zijn. Het probleem was alleen dat personen in een MRI-scanner natuurlijk moeten liggen. Van Osch vroeg daarom Wolf Botterman en Michael Boonekamp van de afdeling Design & Prototyping (Medische Technologie) om een box te maken, waarmee de effecten van opstaan in een MRI-scanner kunnen worden nagebootst. Daar kwam een ontwerp uit die past in een MRI-scanner en over de benen van een proefpersoon kan worden geplaatst.

Materialen geschikt voor magnetische omgeving

De box sluit het gebied van de bovenbenen, van knieën tot middel, af en bootst de effecten van snel opstaan na door de luchtdruk binnen de box te verlagen. Dit zorgt ervoor dat het bloed tijdelijk naar beneden ‘zakt’, wat de hersenen uitdaagt. Het gevoel dat proefpersonen zullen ervaren als de box aanstaat, zal volgens de ontwerpers te vergelijken zijn met het gevoel dat ontstaat bij snel opstaan vanuit een zittende positie: een licht gevoel in het hoofd. De kans is klein dat de proefpersoon flauwvalt in de MRI-scanner.

Bij een vorige versie, waar de hele benen in de box lagen, werd de participant enkele centimeters naar beneden gezogen, wat de beeldvorming belemmerde. Om dit effect te verkleinen, is de box kleiner gemaakt en op wieltjes gezet, zodat die iets kan bewegen als de luchtdruk wordt verlaagd en waardoor het hoofd op dezelfde plaats blijft. De box is ontworpen met materialen die geschikt zijn voor gebruik in een magnetische omgeving, zoals kunststof schroeven en plexiglazen onderdelen. De luchtdruk wordt automatisch geregeld. Hiervoor heeft het team samen met instrumentmaker Bram de Visser een elektromotor en procesregelaar ontwikkeld met daaraan een slang die verbonden is aan de box. Proefpersonen dragen speciale been- en middelstukken, gemaakt van wetsuit-materiaal, dat helpt om een luchtdichte afsluiting te creëren. De box is doorzichtig om claustrofobische gevoelens te verminderen; een veelvoorkomend probleem bij MRI-scans omdat patiënten in het apparaat een afgesloten gevoel kunnen ervaren.

Onderzoek en veiligheid

Momenteel is de box klaar voor het onderzoek met gezonde proefpersonen. Een medisch ethische commissie zal het ontwerp eerst toetsen op veiligheid en effectiviteit. Na positieve beoordeling, zal de box ingezet worden bij oudere proefpersonen. Vervolgens kan Van Osch onderzoeken hoe hun hersenen reageren op de veranderingen in bloeddruk en wat dit betekent voor hun algehele fitheid en gezondheid.

Impact

De in het LUMC ontwikkelde box is een mooi voorbeeld van hoe technische innovatie gekoppeld kan worden aan klinisch onderzoek. Een innovatie dat het onderzoek naar hersenfunctie bij oudere patiënten vooruithelpt en bijdraagt aan de zorg aan kwetsbare ouderen in het algemeen.