De afdeling radiologie zit op de derde verdieping van het Leids Universitair Medisch Centrum, maar MRI-hoogleraar Andrew Webb en zijn groep zitten op de begane grond. Dat komt omdat hun lievelingsapparaat meer dan vijfendertigduizend kilo weegt; het heeft extra draagvermogen nodig.

De 7 Tesla-MRI-scanner is een van de paradepaardjes van het Leids Universitair Medisch Centrum. Er zijn er niet zo gek veel van op de wereld, en ze brengen in hele hoge resolutie stukjes van het menselijk lichaam in beeld. Als Mare langskomt, ligt er een patiënt met een gehoorprobleem; zijn arts wil weten hoe de gehoorzenuw precies loopt, zonder het oor open te snijden. Een kunststukje, want die zenuw is ongeveer een millimeter dik.

‘Dit is hoe wij het hier doen’, zegt Webb. ‘Dat apparaat kost 8,5 miljoen, het krachtige magneetveld vereist vloeibaar helium van enkele graden boven het absolute nulpunt. Er is supergetraind personeel nodig om met het apparaat te werken, en als hij stuk gaat, komt er iemand van Philips vanuit het Brabantse Best om hem te repareren. Dat is allemaal niet handig als je een ziekenhuis in Oeganda bent.’

Rekenwerk

Vandaar dus dat er in heel Oeganda – 38 miljoen inwoners – zes keer minder MRI-machines staan dan in het LUMC, namelijk één. Webb wil daar wat aan doen. ‘Hier hebben we een ontzettend complex apparaat, en de data die dat oplevert verwerken we tot beeld met een computer die in wezen vergelijkbaar is met een gewone PC. Ons idee is om het andersom te doen: een simpeler systeem dat minder kan, en krachtiger rekenwerk.’

‘Ons’, dat is een samenwerkingsverband van Webb met twee mensen van de TU Delft: micro-elektronica-expert Rob Remis, en hoogleraar toegepaste wiskunde Martin van Gijzen. Het drietal kreeg onlangs een zogeheten Open Mind-subsidie voor hun idee van de platzak-MRI. Die subsidies zijn relatief kleine beurzen – 50.000 euro – voor originele, toepasbare ideeën.

Op de tafel in Webbs lab liggen wat plastic ringen, met daarin een cirkel van kleine kubusvormige magneetjes. Gewone, permanente magneten zoals je op een koelkastdeur kan vinden. Ze kosten ongeveer één euro per stuk. Als je er genoeg bij elkaar doet, krijg je een magneetveld van 0,1 tot 0,2 Tesla, de veldsterkte waar het Leids-Delftse team vooralsnog op mikt. Webb: ‘Ons doel is niet om net zo goed te worden als de apparatuur die hier staat, ons doel is om net goed genoeg te worden. Voor heel veel medische diagnoses hoeft het beeld niet tot op de millimeter nauwkeurig te zijn.’

Prototype

‘De vraag is eigenlijk: hoe zwak mag je magneet nog zijn?’, legt Webb uit. ‘De ontwerpen en prototypes gaan dus tussen onze drie groepen op en neer, om te kijken waar je nog mee weg komt. Martin kan dus heel concreet zeggen: “We hebben een magneet nodig die twee keer beter is dan dit.”’ Over een jaar moet er een werkend prototype zijn: ‘Robuust, transporteerbaar, en goed genoeg om diagnostisch wat mee te kunnen’, vat Van Gijzen de ambitie samen.

Met zo’n zwakke magneet zou je bijvoorbeeld wel waterhoofdjes kunnen diagnosticeren. In Afrika is dat een veel voorkomend probleem bij jonge kindjes. Door verschillende oorzaken, in Afrika meestal infecties, kan het zijn dat zich in het brein hersenruggenmergsvocht ophoopt. Gevolgen zijn bijvoorbeeld scheelkijken, epilepsie, zwakzinnigheid, en bij kinderen een snel uitzettende schedel. Dat zou je willen vaststellen vóórdat het hoofd opzwelt, en als dat toch is gebeurt, wil je het ‘water’ (eigenlijk hersenruggenmergvocht) aftappen, en dan wil je kunnen zien of je buisje niet verstopt raakt.

‘Waterhoofden zijn eigenlijk relatief makkelijk in beeld te brengen’, legt Van Gijzen uit: er zitten grote vlekken van water in het hoofd, en juist water maak je zichtbaar met MRI.

Draaien

Een zwak magneetveld levert een zwakker signaal op, en meer verstoring. Van Gijzens wiskunde moet dat compenseren. ‘Een van de dingen die we willen proberen: die magneetring laten draaien. Dan krijg je allemaal verschillende beelden die je kan combineren tot een afbeelding met een hogere resolutie.’ Ook vermoedt hij dat snellere computers kunnen compenseren voor de effecten van een niet-homogeen veld.

Het uiteindelijke ontwerp moet volledig openbaar worden: zowel de bouwplannen als de software. Een lokaal fabriekje in Afrika zou dan goedkope MRI-apparaten kunnen maken en onderhouden. Van Gijzen: ‘Het idee is dat de kennis naar Afrika gaat. We willen niet een brok technologie daar droppen, waar de mensen vervolgens niet mee verder kunnen.’

Waarom doet een hoogleraar met een apparaat van 8,5 miljoen nog zijn best voor een subsidie van vijftigduizend euro? Webb: ‘In alleen al mijn groep hebben we nu 15 verschillende subsidies lopen, voor een totaal van zo’n tien miljoen euro. Dat is allemaal gericht op het stellen van diagnoses bij rijke mensen. Prima natuurlijk, en belangrijk, maar voor tachtig procent van de wereldbevolking doet het niets. Dat geld in die beurzen dat is toegewezen aan specifieke projecten; ik kan niet zeggen: “Hé, je had me geld gegeven voor hersenonderzoek, maar ik heb er een goedkope laag-veld-MRI van gebouwd.”

‘Bovendien geeft het ons ouwe rotten de kans om weer eens het lab in te gaan, en zelf iets vanaf de grond af aan op te bouwen. Dat is zeldzaam tegenwoordig; je kan bijvoorbeeld ook niet meer zelf je auto onderhouden, omdat alles op software draait. Maar het is wel waarom we ooit ingenieurs zijn geworden.’ 

Door Bart Braun