Menu Sluiten

De baby-MRI: krimptechniek om levens van pasgeborenen te redden

In april 2014 is Edith zes jaar geworden, en hoewel ze nog steeds vrij klein is voor haar leeftijd, zijn er geen gezondheidsproblemen opgetreden als gevolg van haar traumatische geboorte. Ze is thuis met haar tweejarige zusje (opnieuw een bewogen geboorte, maar deze keer geen NICU nodig) en Sophie, terwijl ik 4.000 mijl verderop in Milwaukee, Wisconsin ben. Ik ben nog maar een dag of zo weg, maar ik heb nu al moeite om ze in beeld te brengen – ik ben altijd al slecht geweest met gezichten, dus ik ben dankbaar voor alle foto’s die ik op mijn telefoon kan zetten. Maar het is geen vervanging voor het echte werk, en ik mis mijn familie.

Ondanks dat het voorjaar begint, vriest het hier nog steeds. Er ligt ijs op de Menomonee rivier en mijn vingertoppen zijn gevoelloos, hoe ver ik ze ook in mijn zakken steek. Milwaukee is een industriestad, de thuisbasis van Harley-Davidson-motoren, Miller-bier en GE Healthcare, dat een MRI-faciliteit heeft in de voorstad Waukesha. Hier ontstaan de prototypes van Project Firefly.

© Aaron Tilley en Kerry Hughes

In het kantoor van Project Firefly staat een mock-up op ware grootte van de nieuwe scanner. Hij is zeker compact vergeleken met een normale full-body scanner, waarbij een volwassene op een tafel ligt en in een boorgat van 70 cm diameter glijdt. Deze scanner is ongeveer even lang als ik, maar er is geen ingebouwde tafel om op te liggen en de diameter van de magneet is 18 cm, net groot genoeg voor het hoofd van een grote baby. Of een sinaasappel, zoals ik zo dadelijk zal zien.

Ik word meegenomen naar technische ruimte 3, waar de allereerste werkende versie van het nieuwe ontwerp staat. Ik neem aan dat dit de bevallingsruimte is voor de prototypes, maar het is een lange zwangerschap geweest en vatbaar voor complicaties.

In het hart van elke MRI-machine zit een enorme magnetische donut, die een magnetisch veld gebruikt dat 100.000 keer zo sterk is als dat van de aarde. Het werkt door de protonen in het water van weefsels te dwingen zich aan te passen aan dat veld; speciale spoelen stimuleren dan de protonen door uitbarstingen van radiogolven uit te zenden, en de MRI-sensoren detecteren verschillen in de manier waarop ze reageren wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Hierdoor wordt het onderscheid tussen verschillende weefseltypen zichtbaar en ontstaat een driedimensionaal beeld.

In 2011 beschikte GE over een nieuw ontwikkelde kleine magneet die, met wat aanpassingen, een magnetisch veld van 3 Tesla kon opwekken – even sterk als een standaardapparaat voor volwassenen. De magneet was ontworpen voor het scannen van armen en benen, dus had hij ook ongeveer de juiste grootte voor baby’s, maar hij moest worden aangepast om met hersenen te werken in plaats van met eenvoudige ledematen. Het toevoegen van een nieuwe gradiëntspoel voor het focussen van het magnetisch veld en oppervlaktespoelen voor het versterken van de radiofrequente signalen was relatief eenvoudig, hoewel er onderdelen van verschillende MRI-systemen moesten worden samengevoegd, maar er kwamen steeds meer onverwachte problemen naar boven. Het bleek dat veel beter moest worden nagedacht over hoe de baby’s in de scanner zouden komen

Sommige van de oplossingen waren heerlijk low-tech. Om de lijnen te beheren – de monitorsnoeren en de buisjes die met infusen zijn verbonden – hebben ze gewoon een inkeping gemaakt in de zijkant van de deuropening naar de scanruimte. De lijnen zitten in de inkeping en de deur kan worden gesloten zonder de baby ooit los te hoeven koppelen. Nog ingenieuzer was een speciale swaddle en sling om de baby uit de couveuse te tillen en over te brengen op een kleine tafel die in de scanner schuift. Maar toen ze het met verpleegsters testten, kregen ze te horen dat het geluid van het losmaken van de klittenband waarmee de baby’s vastzaten, hen van streek kon maken.

Het was een soort noviteit voor het verplegend personeel om door een bedrijf als GE te worden geraadpleegd over het ontwerp van een kit als deze. Julie Bathie herinnert zich dat ze de kans kreeg om te pleiten voor slijtvaste materialen en dat zoveel mogelijk wegwerpmateriaal moest zijn of anders zeer gemakkelijk schoon te maken, anders zou het niet gebruikt worden. De draagdoek heeft nu een wegwerpbare binnenvoering en een sterkere buitenlaag, die de baby strak omsluit om hem tijdens de scan stil te houden en op zijn plaats wordt gehouden met een speciale, stillere hoofdband van klittenband. Er zijn nieuwe bevestigingen om te helpen draden en lijnen netjes samen te bundelen. De verpleegkundigen zijn zeer tevreden over het vernieuwde ontwerp.

Er waren ook een aantal meer technische uitdagingen. Ten eerste, het lawaai. Niemand die een MRI-scan ondergaat, mag meer dan 99 decibel horen, maar deze machines gaan daar gemakkelijk overheen, vooral als je probeert een kronkelige en gevoelige baby zo snel mogelijk te scannen. De baby’s hebben daarom oorbeschermers en siliconen oordoppen nodig om het lawaai binnen de perken te houden.

Dan was er nog de ventilatie. Het team was er niet zeker van of zich kooldioxide zou ophopen in de holte van hun scanner als er een baby in zat. Het hoofd van een baby neemt veel meer ruimte in de magneet in dan dat van een volwassene (of een baby) in een full-body scanner. Hun oplossing was er lucht doorheen te pompen om te voorkomen dat zich giftig CO2 zou ophopen – maar ze konden de lucht niet te snel blazen, anders zou de baby het koud of droog kunnen krijgen. Nu ze de ventilatiecomponenten hebben aangepast die in grotere machines worden gebruikt, moeten ze wachten tot de baby’s worden gescand om zeker te weten hoe goed het werkt.

Gezien het feit dat je geen echte pasgeboren baby’s kunt gebruiken om een babyscanner in ontwikkeling te testen, blijkt dat citrusvruchten een heel goede vervanger zijn. Een sinaasappel, bijvoorbeeld, is ongeveer even groot als het hoofd van een foetus bij 26 weken en heeft veel water zoals de hersenen van een pasgeborene. Bovendien heeft hij inwendige structuren – partjes en sapblaasjes en een centrale kolom – die laten zien hoe goed de resolutie is.

Jessica Buzek, GE’s global marketing manager voor klinische toepassingen, legt een sinaasappel in de boring van de machine in bay 3 en brengt hem met een paar papieren servetjes op de juiste hoogte. De scanner doorloopt zijn nauwkeurig gecontroleerde opeenvolging van piepjes, pieptonen en zoemtonen, en al snel kan ik plakjes van de (ongeschilde en intacte) sinaasappel in ongelooflijk detail op het computerscherm zien. Het is duidelijk hoe de hersenen van een baby, zijn ogen, of zelfs de oogzenuwen met zo’n scan kunnen worden onderzocht. Zenuwen zitten meestal rond vloeistof, zodat ze er echt uitspringen als een zwarte lijn, is mij verteld, dankzij het contrast tussen vloeistof en structuur in de hersenen. Je zou gemakkelijk kunnen controleren op een breuk of een scheur op een manier die gewoon niet mogelijk zou zijn met een echografie.

“Wilt u nog iets anders zien?” vraagt Buzek.

“Nee,” antwoord ik. “Ik ben erg onder de indruk van de sinaasappel.”

“Ze zou hem als lunch eten,” grapt iemand anders.

“Klopt,” zegt Buzek. “Het ziet er gezond genoeg uit om op te eten!”

Na de lunch gaan we naar engineering bay 7B om de eerste prototypes te bekijken. Op de vloer is met geel lint de exacte vorm van de ruimte in Sheffield aangegeven waar de machine komt te staan, terwijl een oranje stippellijn de rand van het 5 gauss-veld markeert – dat is de lijn die je niet wilt overschrijden zonder eerst metalen voorwerpen te verwijderen. De machine laat al een gestaag gebrom horen, en het gesis van de heliumcompressor geeft aan dat de magneet koud is en op volle sterkte.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *