Logo UHasselt

menu

UHasselt


Nieuws

Logo UHasselt Universiteit Hasselt - Knowledge in action

< OVERZICHT

Algoritme vermindert risico's behandeling hartritmestoornissen    28 nov 2017

Algoritme vermindert risico's behandeling hartritmestoornissen
28 nov 2017

De afgestudeerde UHasselt/KU Leuven-studenten industrieel ingenieur Céline Cuypers en Kobe Bamps zijn in de running voor de Vlaamse Scriptieprijs 2017. Samen met Dr. Pieter Koopman (Jessa Ziekenhuis/UHasselt) ontwikkelden ze voor hun masterproef een algoritme dat de risico’s bij de behandeling van hartritmestoornissen vermindert.

Met de Vlaamse Scriptieprijs bekronen Scriptie vzw en EOS Magazine jaarlijks de beste scriptie in de harde wetenschappen. Uit ruim 140 inzendingen nomineerde de EOS-jury vijf finalisten – onder wie dus Céline Cuypers en Kobe Bamps. Hun masterthesis werd eerder al bekroond met de Paul Donnersprijs 2017 en de publieksprijs van ingenieurs-vereniging ie-net. Op 18 december weten ze of ze ook de Scriptieprijs op de spreekwoordelijke schoorsteenmantel mogen zetten. De winnaar krijgt een cheque van 1.000 euro én ziet een artikel over zijn/haar werk verschijnen in EOS Magazine.

Hik
De twee UHasselt/KU Leuven-genomineerden ontwikkelden, samen met Dr. Pieter Koopman, een nieuwe techniek om mogelijke beschadiging van de middenrifzenuw bij de invasieve behandeling van hartritmestoornissen béter te helpen voorkomen. “Bij sommige patiënten kan voorkamerfibrilatie genezen worden door het wegnemen van uitlokkende ‘stoorsignalen’ die uit de longaders komen. Door een deeltje van het hartweefsel rondom de longaders lokaal te bevriezen of te verschroeien, worden die stoorsignalen opgesloten en elektrisch geïsoleerd van het hart. In ons centrum gebruiken wij klassieke technieken, maar ook de nieuwere laserablatie”, legt Dr. Koopman uit. Hij is als cardioloog-ritmoloog verbonden aan het Hartcentrum Hasselt, Jessa Ziekenhuis en Limburg Clinical Research Program (LCRP).

Een risico bij zulke ingrepen is wel dat een zenuw (nervus phrenicus) die het middenrif aanstuurt, tijdens de behandeling beschadigd kan worden – wat bij de patiënt kan leiden tot ademhalingsproblemen. De plaats van die zenuw ten opzichte van het hart verschilt van mens tot mens – bij sommige patiënten loopt die heel dicht langs de longaders. “Daarom stimuleren we de zenuw tijdens de operatie op zó een manier dat de patiënt de hik krijgt. Als de hik vermindert, zetten we de behandeling onmiddellijk stop. Maar dan kan het al te laat zijn en is de zenuw al (deels) beschadigd.”

Algoritme
Céline Cuypers en Kobe Bamps dokterden voor hun masterproef een algoritme (EXSAC) uit om de locatie van die nervus phrenicus te bepalen vóór de ingreep. “Hiervoor maakten we gebruik van de beelden van een CT-scan van het hart – een driedimensionaal röntgenbeeld dat bestaat uit verschillende schijfjes”, zeggen ze. “Enkele pixels met een hoge intensiteit die de zenuw voorstellen, kunnen gedetecteerd worden. Maar met het blote oog zijn die pixels zeer moeilijk te lezen. Het is als zoeken naar een speld in een hooiberg.”

Stap per stap
Het algoritme werd dan ook stap per stap opgebouwd. “Na het wegwerken van het grootste gedeelte van de ruis op de beelden werden enkele belangrijke delen van het hart gesegmenteerd – onder meer de linkervoorkamer en de aorta. Deze delen hebben – dankzij een contrastvloeistof die vóór het nemen van de CT-scan wordt ingespoten – een felle witte kleur op de CT-beelden. Ze zijn dus makkelijk te herkennen. Ook bepalen we de randen van het hart.”

Na het verder segmenteren van de andere hartstructuren, konden ze dan een klein gebied van het CT-beeld afbakenen waarin ze op zoek konden naar de zenuw. “Onze hooiberg was dus al een heel stuk kleiner geworden.
De nervus phrenicus valt te herkennen als een puntje met een iets hogere intensiteit. We gingen dus op zoek naar een zwak lichtpuntje in dit zenuwgebied. Niet elk lichtpuntje wordt bovendien door de zenuw veroorzaakt. Alle lichtpuntjes die we vonden, verzamelden we in een grote puntenwolk. Met ons zelfgeschreven algoritme konden we in die puntenwolk dan de nervus phrenicus identificeren.”

3,5 millimeter
Het algoritme werd uitgetest op 27 patiënten. “Bij 89% van de patiënten kon EXSAC de zenuw detecteren met een accuraatheid van 3,51 millimeter. De dokter kan de ablatie uitvoeren met een nauwkeurigheid van 1 à 3 millimeter, dus dit is een zeer goed resultaat”, aldus Kobe Bamps en Céline Cuypers. “Met het algoritme kan de arts de locatie van de zenuw vóór de ingreep weergeven. Zo weet hij ook precies waar de gevaarlijke punten zijn.” Het algoritme wordt wel nog niet meteen in het operatiekwartier gebruikt: eerst moeten er nog medische validaties volgen.