Prototype MRI-scanner voor ontwikkelingslanden

3 juli 2019

Andrew Webb, MRI-fysicus en Simon Stevin Meester 2017 ging de uitdaging aan om een goedkope en eenvoudige MRI-scanner te bouwen voor ontwikkelingslanden. Binnen een jaar wist zijn team een prototype te ontwikkelen dat in staat is beelden te maken.

De magneet die gebruikt wordt in de scanner

Het bouwen van zo’n eenvoudige scanner is moelijker dan een reguliere scanner, zegt Webb over het onderzoek, dat gefinancierd is door NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen. Dit heeft te maken met beperkingen op het gebied van kosten en functioneren, aldus de hoogleraar radiologie aan het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC).

Nieuwe MRI-technieken

Het werk van Webb en zijn team richt zich op het ontwikkelen van nieuwe MRI-technieken waarmee artsen betere diagnoses kunnen stellen. ‘De kern van de zaak is dat we MRI zodanig willen verbeteren dat ziektes vroeger op te sporen zijn,’ zegt Webb. ‘Daarnaast willen we dat artsen de behandeling beter kunnen volgen. Dan geeft ze de mogelijkheid om aanpassingen te doen tijdens de behandeling.’

Parallel aan dit project werken ze aan de eenvoudigere en goedkopere scanner: ‘Er zijn natuurlijk vele verschrikkelijke ziektes in het Westen. Veel van ons onderzoek richt zich op dit soort ziektes bij patiënten hier: bijvoorbeeld oogtumoren, neurodegeneratieve en kleine vaatziektes en neuromusculaire aandoeningen. De apparatuur om deze ziektes te herkennen is erg duur. Aan de andere kant zijn er nog steeds vele ziektes in ontwikkelingslanden bijvoorbeeld in sub-Sahara-Afrika, die potentieel heel goedkoop behandeld en voorkomen kunnen worden als de kosten van MRI lager zouden zijn. Webb en zijn team begonnen aan de ontwikkeling van een MRI-magneet die gericht was op een ziekte, bijvoorbeeld het waterhoofd bij kinderen. Deze magneet hoeft geen beelden van buitengewone kwaliteit af te leveren om effectief te zijn. Het idee was om de scanner te verkleinen, aan boord van een pick-up te plaatsen en door Afrika te rijden, vertelt Webb.

Enorme uitdaging

Het idee is nu dicht bij uitvoering. ‘Het is een enorme uitdaging. Dat is de reden dat niemand het ooit eerder heeft gedaan. We zijn er in geslaagd een eerste prototype te bouwen dat 3D-beelden kan produceren en dat op een relatief goedkope manier. Deze MRI-scanner kost duizenden, in plaats van miljoenen euro’s.’  

De uitdaging is groot, omdat de onderzoekers moeten werken met een kleine en zwakke magneet. Hierdoor is de signaalsterke van de beelden veel kleiner. Webb en zijn team werken samen met wiskundigen van de Technische Universiteit Delft om de beelden te verbeteren. Ze werken tevens open-source, zodat onderzoeksgroepen van over de gehele wereld kunnen bijdragen.

Oeganda

Het plan is om het eerste prototype voor het eind van het jaar naar Oeganda te versturen, zegt Webb. ‘Er zijn nog wel vragen over hoe snel men in staat zal zijn om deze technologie toe te passen. Zo zijn er bijvoorbeeld invoerregels die het proces moeilijker kunnen maken. Daarnaast zijn er veiligheidscertificaten vereist.’ Ze werken samen met het Leiden-Delft-Erasmus (LDE) Centre for Frugal Innovation in Africa en het Delft Global Initiative om langetermijnrelaties aan te knopen met mensen in Oeganda, waaronder het ministerie van Volksgezondheid. ‘Zo weet men waar we mee bezig zijn’, zegt Webb.

De scanner is gericht op de pediatrie, omdat het gebrek aan gezondheidszorg in het land zorgt voor hoge kindersterfte.
Een groot voordeel van het werk aan de twee verschillende projecten is dat de ontwikkeling van de kleine scanner ook bijdraagt een de reguliere MRI-scanner, zegt Webb. ‘Het algoritme dat we gebruiken om de kwaliteit van de beelden te vergroten is bruikbaar in beide systemen.'

 

PROF.DR. ANDREW WEBB is een vooraanstaand wetenschappelijk onderzoeker op het gebied van MRI, met een sterke interesse voor utilisatiemogelijkheden. Hij werkt samen met grote partijen in de MRI-wereld als Philips Healthcare, en kleinere bedrijven als AR Benelux en Machnet. Hij is ook mede-oprichter van Magnetic Resonance Microsensors in de VS, een wereldwijde leverancier van geïntegreerde microscopische kernmagnetische resonantieapparatuur. In 2016 won hij een Open Mind-subsidie voor zijn onderzoek naar eenvoudige MRI-apparatuur voor ontwikkelingslanden. In 2017 werd Webb gekozen tot Simon Stevin Meester door Technologiestichting STW (tegenwoordig NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen). Webb is verbonden aan het Leids Universitair Medisch Centrum en directeur van het C.J. Gorter Centrum voor Hoogveld-MRI.

Foto: Ivo van der Bent

Bron: NWO